Observan cómo un sol se traga un planeta, el destino final de la Tierra

Los astrónomos han observado por primera vez cómo una estrella se traga un planeta, un destino que sufrirá la Tierra dentro de 5.000 millones de años, según una investigación publicada en la revista ‘Nature’.

Cuando una estrella se queda sin combustible, se hincha hasta un millón de veces su tamaño original, engullendo cualquier materia, incluidos los planetas, que encuentra en su camino. Los científicos han observado indicios de estrellas justo antes y poco después del acto de consumir planetas enteros, pero nunca habían captado una en el acto hasta ahora.

En el estudio, científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), la Universidad de Harvard, Caltech y otros centros de Estados Unidos informan que han observado por primera vez una estrella tragándose un planeta.

La desaparición planetaria parece haber tenido lugar en nuestra propia galaxia, a unos 12.000 años luz de distancia, cerca de la constelación de Aquila. Allí, los astrónomos observaron un estallido estelar que se volvió más de 100 veces más brillante en solo 10 días, antes de desvanecerse rápidamente.

Curiosamente, este destello de luz blanca fue seguido por una señal más fría y de mayor duración. Los científicos dedujeron que esta combinación solo podría deberse a un evento: una estrella que engulle a un planeta cercano.

«Estábamos viendo la fase final del hundimiento», dijo en un comunicado el autor principal Kishalay De, investigador postdoctoral en el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT.

Los científicos estiman que el planeta que desapareció era probablemente un mundo caliente del tamaño de Júpiter que entró en espiral, fue barrido por la atmósfera de la estrella moribunda y, finalmente, por su núcleo.

La Tierra sufrirá el mismo destino, aunque no hasta dentro de otros 5 mil millones de años, cuando se espera que el Sol se consuma y queme los planetas interiores del Sistema Solar.

«Estamos viendo el futuro de la Tierra», dice De. «Si alguna otra civilización nos estuviera observando desde 10.000 años luz de distancia mientras el sol engullía la Tierra, vería el sol brillar repentinamente al expulsar algo de material, luego formaría polvo a su alrededor, antes de volver a ser lo que era».

El equipo descubrió la explosión en mayo de 2020. Sin embargo, los astrónomos tardaron otro año en encontrar una explicación de lo que podría ser.

La señal inicial apareció en una búsqueda de datos tomados por la Instalación Transitoria Zwicky (ZTF), que tiene su sede en el Observatorio Palomar de Caltech en California. El ZTF es un observatorio que escanea el cielo en busca de estrellas que cambian rápidamente de brillo, cuyo patrón podría indicar la presencia de supernovas, estallidos de rayos gamma y otros fenómenos estelares.

De estaba buscando en los datos de ZTF signos de destellos en estrellas binarias, sistemas en los que dos estrellas orbitan una alrededor de la otra, una de las cuales extrae masa de la otra de vez en cuando y, como resultado, se ilumina brevemente.

«Una noche, observé una estrella que brilló por un factor de 100 en el transcurso de una semana, de la nada», recuerda De. «No se parecía a ningún estallido estelar que haya visto en mi vida».

Con la esperanza de determinar la fuente con más datos, De recurrió a las observaciones de la misma estrella realizadas por el Observatorio Keck en Hawai. Los telescopios Keck realizan mediciones espectroscópicas de la luz de las estrellas, que los científicos pueden usar para discernir la composición química de una estrella.

Pero lo que descubrió lo dejó aún más perplejo. Si bien la mayoría de las estrellas binarias emiten material estelar, como hidrógeno y helio, cuando una estrella erosiona a la otra, la nueva fuente no emite nada. En cambio, lo que De vio fueron signos de «moléculas peculiares» que solo pueden existir a temperaturas muy frías.

«Estas moléculas solo se observan en estrellas muy frías», dice De. “Y cuando una estrella se enciende, normalmente se calienta más. Por lo tanto, las bajas temperaturas y el brillo de las estrellas no van de la mano”.

Entonces quedó claro que la señal no era de un binario estelar. De decidió esperar a que surgieran más respuestas. Aproximadamente un año después de su descubrimiento inicial, él y sus colegas analizaron observaciones de la misma estrella, esta vez tomadas con una cámara infrarroja en el Observatorio Palomar. Dentro de la banda infrarroja, los astrónomos pueden ver signos de material más frío, en contraste con las emisiones ópticas al rojo vivo que surgen de las binarias y otros eventos estelares extremos.

«Esos datos infrarrojos me hicieron caer de la silla», recuerda De. La fuente era increíblemente brillante en el infrarrojo cercano».

Aparentemente, después de su sofoco inicial, la estrella continuó arrojando energía más fría durante el próximo año. Ese material helado probablemente era gas de la estrella que salió disparado hacia el espacio y se condensó en polvo, lo suficientemente frío como para ser detectado en longitudes de onda infrarrojas. Estos datos sugieren que la estrella podría estar fusionándose con otra en lugar de brillar como resultado de una explosión de supernova.

Pero cuando el equipo analizó más a fondo los datos y los combinó con las mediciones realizadas por el telescopio espacial infrarrojo de la NASA, NEOWISE, llegaron a una conclusión mucho más interesante. A partir de los datos recopilados, calcularon la cantidad total de energía liberada por la estrella desde su estallido inicial y descubrieron que era sorprendentemente pequeña: alrededor de 1/1000 de la magnitud de cualquier fusión estelar observada en el pasado.

«Eso significa que lo que sea que se fusionó con la estrella tiene que ser 1.000 veces más pequeño que cualquier otra estrella que hayamos visto», dijo De. «Y es una feliz coincidencia que la masa de Júpiter sea aproximadamente 1/1000 de la masa de la Tierra». Sol. Fue entonces cuando nos dimos cuenta: esto era un planeta, chocando contra su estrella».

Con las piezas en su lugar, los científicos finalmente pudieron explicar el estallido inicial. El destello brillante y caliente fue probablemente el momento final de un planeta del tamaño de Júpiter siendo barrido en la atmósfera de una estrella moribunda. Cuando el planeta cayó en el núcleo de la estrella, las capas exteriores de la estrella se desprendieron y se asentaron como polvo frío durante el año siguiente.

“Durante décadas hemos podido ver el antes y el después”, señala De. “Antes, cuando los planetas todavía orbitan muy cerca de su estrella, y después, cuando un planeta ya se ha tragado y la estrella es gigantesca. Lo que nos faltaba era atrapar a la estrella en el acto, cuando un planeta sufre este destino en tiempo real. Eso es lo que hace que este descubrimiento sea realmente emocionante».