Los astrónomos acaban de ver una estrella comerse un planeta por primera vez

Los astrónomos pueden haber sido testigos por primera vez de una estrella similar al Sol devorando un planeta, arrojando luz sobre el destino que le sobrevendrá a la Tierra en unos cuatro mil millones de años cuando nuestro sol moribundo se hinche para engullir nuestro mundo, según un nuevo estudio.

Al analizar innumerables estrellas durante varias etapas de su evolución, los astrónomos han descubierto que a medida que nuestro sol y las estrellas similares se acercan al final de sus vidas, comienzan a agotar su principal fuente de combustible, el hidrógeno cerca de sus núcleos. Esto hace que sus núcleos se contraigan y sus capas exteriores se expandan y se enfríen. Durante esta fase de “gigante roja”, estas estrellas pueden expandirse entre 100 y 1000 veces su diámetro original, tragándose los planetas que orbitan de cerca.

“Sabemos que esto debe sucederle a todos los planetas que orbitan a distancias más pequeñas que la Tierra, pero se consideró extremadamente desafiante proporcionar evidencia experimental de esto”, dijo el autor principal del estudio, Kishalay De, astrofísico del Instituto de Tecnología de Massachusetts. , le dijo a Space.com.

Durante décadas, los científicos han detectado evidencia de estrellas justo antes y poco después del acto de consumir planetas. Sin embargo, los investigadores nunca habían atrapado a una estrella en el acto hasta ahora, explicó De.

“Honestamente, una de las mayores sorpresas para mí fue que lo encontramos en primer lugar”, dijo De en un correo electrónico. “La inmersión planetaria ha sido una predicción fundamental en nuestra comprensión de las estrellas y los planetas, pero su frecuencia ha sido muy incierta. Por lo tanto, encontrar un evento potencialmente raro por primera vez siempre es emocionante”.

En el nuevo estudio, De y sus colegas lograron su avance después de examinar un estallido de radiación denominado ZTF SLRN-2020, que tuvo lugar en 2020 en el disco de la Vía Láctea a unos 12.000 años luz de distancia, cerca de la constelación de Aquila. Durante el evento, una estrella brilló por un factor de 100 en el transcurso de una semana.

“El trabajo comenzó en 2020 cuando, en realidad, no estaba buscando este tipo de evento”, dijo De. “Estaba buscando un tipo de arrebato mucho más común llamado novae”. Las novas son explosiones estelares que pueden ocurrir cuando una gigante roja vierte combustible sobre una estrella enana blanca compañera.

El descubrimiento inicial se realizó mediante el análisis de los datos recopilados por la Instalación transitoria Zwicky, que se ejecuta en el Observatorio Palomar del Instituto de Tecnología de California. La instalación transitoria de Zwicky escanea el cielo en busca de estrellas que cambien rápidamente de brillo, que podrían ser eventos como novas.

Para obtener más información sobre ZTF SLRN-2020, De analizó el espectro de luz del estallido brillante. “Fue entonces cuando me sorprendió ver que, a diferencia de una nova, que tiene gas caliente a su alrededor, esta fuente estaba rodeada principalmente de gas frío”, dijo.

El gas frío de tales explosiones a menudo resulta de la fusión de estrellas, explicó De. Cuando siguió observando los datos de la misma estrella recopilados por el Observatorio Keck en Hawái, también encontró moléculas que solo pueden existir a temperaturas muy frías.

El gas frío puede condensarse para formar polvo con el tiempo. Aproximadamente un año después del descubrimiento inicial, De y sus colegas analizaron datos de la misma estrella, esta vez recopilados con una cámara infrarroja en el Observatorio Palomar. Los datos infrarrojos pueden producir señales de material más frío, en contraste con las señales de luz visible brillante que a menudo provienen de novas y otros eventos poderosos.

Los científicos descubrieron que el breve estallido de luz visible de la estrella estuvo acompañado de señales de luz del infrarrojo cercano extraordinariamente brillantes que se desvanecieron lentamente en el transcurso de seis meses. Esto confirmó la sospecha de De “de que esta fuente de hecho había formado una gran cantidad de polvo”, dijo.

La pieza final del rompecabezas llegó cuando los investigadores examinaron los datos recopilados por el telescopio espacial infrarrojo de la NASA, NEOWISE. Esto sugirió que la cantidad total de energía que la estrella liberó desde su estallido inicial fue sorprendentemente pequeña, alrededor de una milésima parte de la magnitud de cualquier fusión estelar observada en el pasado.

“Eso significa que lo que se fusionó con la estrella tiene que ser 1.000 veces más pequeño que cualquier otra estrella que hayamos visto”, dijo De en un comunicado. “Y es una feliz coincidencia que la masa de Júpiter sea aproximadamente una milésima parte de la masa del sol. Fue entonces cuando nos dimos cuenta: esto era un planeta, chocando contra su estrella”.

Según la naturaleza del estallido, los astrónomos estimaron que el evento liberó hidrógeno equivalente a aproximadamente 33 veces la masa de la Tierra, así como aproximadamente 0,33 masas terrestres de polvo. A partir de esto, sugieren que la estrella progenitora tenía entre 0,8 y 1,5 veces la masa de nuestro sol y el planeta engullido tenía entre 1 y 10 veces la masa de Júpiter.

Se espera que la Tierra tenga un destino similar cuando el sol se convierta en una gigante roja en unos 5.000 millones de años.

“Si estuviera sentado en un planeta a 10.000 años luz de distancia, básicamente vería un destello de luz similar del sistema solar, un poco tenue en comparación con este porque la Tierra es mucho menos masiva que un planeta como Júpiter, que es lo que creemos que estuvo involucrado en este evento, lo que pone la importancia de este descubrimiento en una perspectiva humana”, dijo De.

Hay muchas preguntas que plantea este descubrimiento. “¿Sobrevivió el planeta a la caída, o fue aniquilado en el material estelar durante la caída?” De dijo. “¿El planeta entró en contacto con la superficie estelar debido a la expansión natural de la estrella, o algo le dio un ligero empujón para acercarse a la estrella? Todas estas preguntas se aclararán a medida que obtengamos más datos sobre esto”. objeto y encontrar más eventos en el futuro”.

Ahora que los científicos saben cómo se vería probablemente el hundimiento planetario, “podemos buscar eventos similares en el futuro, especialmente a medida que las encuestas infrarrojas se vuelvan cada vez más comunes en la próxima década”, dijo De. “También podemos regresar a este sistema y ver cómo se ve la estrella. ¿Estaba contaminada por el planeta? ¿Se hizo girar debido a la erupción energética? Más importante aún, los datos en sí mismos proporcionan un punto de partida fundamental para que la teoría intente y entender cómo los propios planetas afectan a sus estrellas anfitrionas”.

Los científicos detallaron sus hallazgos en línea hoy (3 de mayo) en la revista Nature.

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