Astrònoms de la Universitat de València mostren la primera imatge detallada d'un cinturó de radiació fora del sistema solar

L’any 1958, el científic espacial James Van Allen va descobrir que el planeta Terra estava envoltat d'ions i electrons atrapats en el camp magnètic terrestre, que interferien en les comunicacions amb les sondes espacials. Quasi simultàniament, es van descobrir cinturons de radiació gegants al voltant de Júpiter, a partir de ràfegues detectades en observacions de ràdio.

Les nanes ultrafredes són objectes de molt baixa massa. És el cas de la nana marró LSR J1835+3259, al voltant de la qual un equip de científics de la Universitat de València va detectar el mes de gener passat un cinturó de radiació format per partícules carregades d'energia i atrapades en el seu intens camp magnètic. La seua forma de rosquilla és quasi una versió a escala dels coneguts cinturons Van Allen –dits així en honor al seu descobridor– de la Terra i Júpiter.

El nou cinturó de radiació de LSRJ1835, observat en longituds d'ona de ràdio gràcies a la xarxa europea de interferometria de línia de base molt llarga (VLBI) i publicat ara en la revista Science, és el primer descobert més enllà del nostre sistema solar i mostra la universalitat d'aquesta estructura.

“Encara que amb una grandària i una energia diferents, aquesta similitud és evident quan s'observen els cinturons de radiació de Júpiter i LSRJ1835 un al costat de l'altre”, assenyala Juan Bautista Climent, investigador en el Departament d'Astronomia de la Universitat de València, associat de la Universitat Internacional de València i autor principal de l'article. “El diàmetre de l'estructura magnètica al voltant de la nana ultrafreda és deu vegades major que el de Júpiter i milions de vegades més potent. En realitat, LSRJ1835 és 60 vegades més pesada que Júpiter i gira tres vegades més ràpid. Tots dos fets es combinen per a originar un intens camp magnètic en la seua superfície, molt similar a l'irradiat en un aparell de ressonància magnètica”, afig el científic.

Aurores altament luminescents

Però l'extraordinari detall de la imatge de radi de LSRJ1830 revela més secrets d'aquest objecte. L'estudi descobreix que, igual que ocorre en la Terra i a Júpiter, el cinturó de radiació contribueix a la formació d'aurores. No obstant això, el gegantesc cinturó de radiació de LSRJ1835 dona lloc a aurores extrasolars d'una energia tan gran que es converteixen en alguna cosa més que una afable luminescència. “Aquestes aurores alliberen energia de manera molt concentrada i a altíssima temperatura, que produeixen pics d'emissió de ràdio 10 vegades majors que l'emissió total de LSRJ1835”, assenyala José Carlos Guirado, catedràtic d'Astronomia de la Universitat de València i coautor de l'article. “Per primera vegada tenim una imatge de l'aurora vista en llum polaritzada i situada a mig camí entre les dues zones d'emissió corresponents al cinturó, prop de la superfície de LSRJ1835", afig. Tant l'aurora com el cinturó de radiació es poden observar de manera simultània, la qual cosa proporciona una valuosa informació sobre la geometria d'aquesta nana marró.

D'altra banda, els resultats d'aquest estudi en LSRJ1835 demostren que la Xarxa Europea de VLBI és capaç de cartografiar cinturons de radiació en objectes pròxims, així com d'anticipar que futurs instruments, com el Square Quilometre Array, ampliarien aquests estudis a objectes més xicotets i remots, inclosos els exoplanetes. El coneixement de l'entorn magnètic dels exoplanetes és extremadament important per a calibrar les possibilitats d'albergar vida extraterrestre. “Que la vida siga viable depén en gran manera de les característiques de la radiació que envolta a aquests nous mons" -destaca Miguel Ángel Pérez-Torres, de l'Institut d'Astrofísica d'Andalusia del CSIC i coautor de l'article.

LSRJ1835 és una nana marró, un cos de transició entre una estrela i un planeta, situada a 18 anys llum. És extremadament xicoteta i només l'ús de xarxes d’interferometria de molt llarga base (VLBI) permet una visió detallada del seu entorn. Per a obtindre la imatge del cinturó de radiació, la xarxa europea de VLBI va combinar antenes de ràdio gegants repartides per tot el planeta, des d'Espanya fins a Shanghai, des de Suècia fins a Sud-àfrica, totes elles escanejant LSRJ1835 simultàniament per a aconseguir una resolució 50 vegades millor que la del telescopi espacial JWST.