El Sol expulsa con frecuencia enormes masas de plasma, llamadas eyecciones de masa coronal (CME), al espacio. Estas suelen ocurrir junto con brillos repentinos llamados erupciones, y en ocasiones se extienden lo suficiente como para perturbar la magnetosfera terrestre, generando fenómenos meteorológicos espaciales como auroras o tormentas geomagnéticas, e incluso dañando ocasionalmente las redes eléctricas.
Los científicos creen que cuando el Sol y la Tierra eran jóvenes, el Sol era tan activo que estas CME podrían haber afectado el surgimiento y la evolución de la vida en la Tierra. De hecho, estudios previos han revelado que estrellas jóvenes similares al Sol, similares a nuestro Sol en su juventud, producen con frecuencia potentes erupciones que superan con creces las mayores erupciones solares de la historia moderna.
Las enormes CME del Sol primitivo podrían haber impactado gravemente los entornos primitivos de la Tierra, Marte y Venus. Sin embargo, aún se desconoce en qué medida las explosiones en estas estrellas jóvenes presentan CME similares a las solares. En los últimos años, se ha detectado el plasma frío de las CME mediante observaciones ópticas desde la Tierra. Sin embargo, la alta velocidad y la frecuente ocurrencia esperada de fuertes CME en el pasado han permanecido esquivas.
Para resolver este problema, un equipo internacional de investigadores, entre ellos Kosuke Namekata, de la Universidad de Kioto, se propuso comprobar si las estrellas jóvenes similares al Sol producen CME similares a las solares. El trabajo se ha publicado en Nature Astronomy.
«Lo que más nos inspiró fue el antiguo misterio de cómo la violenta actividad del joven Sol influyó en la Tierra naciente», afirma Namekata.
«Al combinar instalaciones espaciales y terrestres en Japón, Corea y Estados Unidos, pudimos reconstruir lo que pudo haber ocurrido hace miles de millones de años en nuestro propio sistema solar».
El análisis del equipo incluyó observaciones ultravioleta simultáneas con el Telescopio Espacial Hubble y observaciones ópticas con telescopios terrestres en Japón y Corea. Su objetivo fue el joven análogo solar «EK Draconis». El Hubble observó líneas de emisión en el ultravioleta lejano sensibles al plasma caliente, mientras que los tres telescopios terrestres observaron simultáneamente la línea Hα del hidrógeno, que traza gases más fríos. Estas observaciones espectroscópicas simultáneas de múltiples longitudes de onda permitieron al equipo de investigación capturar los componentes calientes y fríos de la eyección en tiempo real.
Estas observaciones condujeron a la primera evidencia de una eyección de masa coronal multitemperatura desde EK Draconis. El equipo descubrió que se expulsó plasma caliente de 100.000 grados Kelvin a una velocidad de 300 a 550 kilómetros por segundo, seguido unos 10 minutos después por un gas más frío de unos 10.000 grados, expulsado a una velocidad de 70 kilómetros por segundo.
El plasma caliente contenía mucha más energía que el plasma frío, lo que sugiere que las frecuentes y fuertes eyecciones de masa coronal (CME) en el pasado podrían generar fuertes choques y partículas energéticas capaces de erosionar o alterar químicamente las atmósferas planetarias primitivas.
Estudios teóricos y experimentales respaldan el papel crucial que las CME fuertes y las partículas energéticas pueden desempeñar en la formación de biomoléculas y gases de efecto invernadero, esenciales para el surgimiento y el mantenimiento de la vida en un planeta primitivo.
Por lo tanto, este descubrimiento tiene importantes implicaciones para comprender la habitabilidad planetaria y las condiciones bajo las cuales surgió la vida en la Tierra, y posiblemente en otros lugares.
El equipo de investigación señaló que el éxito de este estudio se logró gracias al trabajo en equipo internacional y a la precisa coordinación entre observatorios espaciales y terrestres.
«Nos complace ver que, aunque nuestros países difieren, compartimos el mismo objetivo de buscar la verdad a través de la ciencia», afirma Namekata.
Con información de Nature
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