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Dom, Ago

Así podría ser el futuro de la Tierra: un planeta muerto junto al frío cadáver del Sol

Ciencia y tecnología
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Investigadores han hallado lo que parece ser el núcleo de un mundo extinto en la órbita de un cadáver estelar. El Sistema Solar acabará sus días de una forma muy similar

Dentro de 4.500 o 5.000 millones de años el Sol se hinchará como una gigantesca pelota, hasta tal punto que su superficie ardiente probablemente engullirá a la Tierra. Durante milenios, nuestra querida estrella agotará su combustible e irá perdiendo su envoltura, hasta quedar reducida a un corazón frío y densodel tamaño de un planeta, una enana blanca, cuyo destino inexorable será enfriarse. Por suerte, su envoltura, dispersa por el espacio, servirá como germen para el nacimiento de nuevas estrellas y planetas. Los detalles sobre cómo y cuándo ocurrirá todo esto solo pueden estudiarse en sistemas solares que hoy en día están atravesando esta etapa.

Este jueves, un estudio publicado en Science ha anunciado un importante hallazgo en uno de estos. Científicos de la Universidad de Warwick (Reino Unido) han dirigido una investigación, con la participación de investigadores españoles y en la que se ha recurrido al Gran Telescopio Canarias (GTC), que ha descubierto el segundo planetesimal hallado en la órbita de una enana blanca. Dicho objeto, que mide de seis a 600 kilómetros de diámetro, parece ser el núcleo metálico de un mundo extinto, abrazado a la gravedad de una estrella también fallecida (de nombre SDSSJ122859.93+104032.9), y que se encuentra a unos 413 años luz de distancia. Estas observaciones han sido posibles gracias a una nueva técnica basada en la espectroscopía, el estudio de las distintas longitudes de onda de la luz, y ahora promete descubrir nuevos mundos en las decenas de enanas blancas que se conocen.

Sirio A (a la derecha) y Sirio B (marcada con la flecha). La primera es la estrella más brillante del cielo y la segunda es una enana blanca- Wikipedia

«Este es el segundo cuerpo pequeño hallado alrededor de una enana blanca», ha destacado para ABC Christopher Manser, primer autor del estudio. «Sin embargo este es el primero que se ha hallado por medio de la espectroscopía, y también es el cuerpo planetario más cercano a una enana blanca».

Hasta ahora, se han descubierto unos 4.000 exoplanetas, mundos orbitando estrellas vecinas, y hay datos suficientes como para asegurar que al menos la mitad de los miles de millones de estrellas de la Vía Láctea están acompañadas por algunos de estos mundos. La mayor parte de ellos se ha detectado en estrellas vivas, por medio del método de los tránsitos (que analiza la luz de las estrellas cuando un mundo pasa por delante de ellas) y el de la velocidad radial (que mide el cabeceo de los soles como consecuencia del tirón gravitacional de sus exoplanetas). Pero los cadáveres estelares son más problemáticos: son menos luminosos y mucho más pequeños que las estrellas vivas.

Huellas de una muerte

Según ha explicado a este periódico Eva Villaver, investigadora del departamento de física teórica de la Universidad Autónoma de Madrid y coautora del estudio, «hay evidencia indirecta de la presencia de cuerpos pequeños en muchas de estas estrellas a partir de la composición química o de la presencia de discos. Pero solo dos objetos que muestren evidencia directa».

En esta ocasión, los investigadores se valieron de uno de los telescopios ópticos más potentes, el Gran Telescopio Canarias (GTC), en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma, para adentrarse en el entorno de SDSSJ122859.93+104032.9. Donde en algún tiempo hubo una estrella amarilla y brillante, ahora hay un pequeño «planeta» extremadamente caliente. Está rodeado por un disco de residuos compuesto de rocas ricas en hierro, magnesio, silicio y oxígeno. Y no solo eso: también hay una estela gaseosa, similar a una cola de cometa, brotando de un pequeño objeto rocoso. Por su tamaño, se trata de un planetesimal: un núcleo metálico que en el pasado perteneció a un planeta. Este se encuentra muy cerca de la antigua estrella, y completa una vuelta completa en torno a ella cada dos horas.

 

El superviviente: un corazón de hierro

«Creo que la forma adecuada de designar a este cuerpo sería planetesimal», ha explicado Manser. «El asteroide 16-Psyche es probablemente el objeto del Sistema Solar más similar a este: es un asteroide muy rico en hierro que probablemente es el núcleo expuesto de un planeta».

Si no fuera por esa composición, probablemente ese planetesimal habría quedado desgarrado, según este científico: «La gravedad de la enana blanca es tan fuerte –alrededor de 100.000 veces mayor a la de la Tierra– que un asteroide típico habría quedado despedazado por las fuerzas gravitacionales si hubiera pasado lo suficientemente cerca de la enana blanca». En este caso, está tan cerca de su sol que pasa por la zona que en su día ocupó el cuerpo de la estrella.

Pero, ¿qué ocurrió en el entorno de la estrella SDSSJ122859.93+104032.9? En palabras de Villaver, «una de las opciones que barajamos para la supervivencia de este tipo de asteroides es que sean los restos de objetos mas grandes erosionados dentro de la estrella». O bien, es posible que «hayan sido lanzados a esas órbitas cercanas después por planetas que sobrevivieron mas alejados de la estrella y que no fueron engullidos».

 

Representación del interior de una enana blanca - Universidad de Warwick/Mark Garlick

Una vez observado este planetesimal, Villaver ha dicho que continuarán observando este sistema para analizar su evolución en tiempo real, lo que «es un lujo, porque hay muy pocos objetos en el Universo que nos muestren cambios a escalas temporales tan pequeñas».

Manser ha adelantado que tratarán de usar el método empleado aquí para buscar planetesimales en otros seis sistemas solares en los que hay discos de residuos rodeando a enanas blancas. En un futuro, sin embargo, «con la llegada de mejores telescopios, quizás podremos analizar incluso sistemas más tenues con este método», ha dicho el investigador. Siempre con muchos límites: solo se puede observar enanas blancas relativamente próximas y que estén relativamente templadas.

¿Por qué hacer este tipo de observaciones? ¿Por qué nos interesan las enanas blancas? Según Manser, «estas observaciones nos ayudarán a entender cómo las enanas blancas destruyen y consumen el material planetario». Esto es especialmente interesante porque, según Eva Villaver, este tipo de objetos «son el final evolutivo de las estrellas como el Sol –unas de las más abundantes hoy en día en el Universo– y, observando este tipo de cuerpos, tenemos una ventana abierta a posible nuestro futuro como sistema solar».

Además de eso, según esta investigadora, «las enanas blancas son la clave para muchas medidas fundamentales en astrofísica y se utilizan como relojes cósmicos para medir la edad de sistemas a gran escala. También permiten (...) entender la formación de la siguiente generación de estrellas. Los precusores de las enanas blanca s son factorías de carbono, moléculas complejas y material sólido que luego se utilizara para formar planetas».

¿Será el Sol una enana blanca?

Eva Villaver, investigadora del departamento de física teórica de la Universidad Autónoma de Madrid y coautora del estudio, ha explicado si el Sol acabará convertido en una enana blanca como la observada en esta investigación. Ha concluido que sí: «Estos sistemas son nuestro futuro. Lo que estamos viendo son los posibles restos de un sistema planetario como el nuestro».

¿Por qué ocurrirá? «Cuando las estrellas más masivas agotan su combustible y mueren pueden crear supernovas o agujeros negros. Pero las que son más pequeñas (menos de ocho masas solares) se convierten en enanas blancas: son auténticos cadáveres estelares, apenas un núcleo de materia muy densa, del tamaño de un pequeño planeta como la Tierra y en las que ya no hay reacciones de fusión nuclear. Brillan sencillamente por la emisión de energía acumulada», ha dicho Villaver.

«Antes de llegar a ese punto, van liberando partes de su envoltura, compuesta por helio, carbono o nitrógeno, durante decenas de miles de años (de hecho, así lo hará el Sol). Curiosamente, las estrellas pequeñas de segunda generación pueden «arder» durante alrededor de 10.000 millones de años, fabricando elementos todo ese tiempo, antes de liberar sus envolturas», ha proseguido.

«Cuando nuestra estrella agote el combustible nuclear actual (ahora transforma hidrogéno en helio) se convertirla en una gigante roja. En la etapa de gigante roja la estrella crece incorporando en su envolura todo el material que está cerca, incluso los planetas. Este es el destino que espera a planetas como Mercurio, Venus, Marte y la Tierra. En el caso del Sol se espera que el tamaño de la estrella alcance prácticamente la órbita de la Tierra. Después la estrella pierde su envoltura y emite mucha energía en el ultravioleta durante la fase de nebulosa planetaria, empujando a los planetas más externos a órbitas alejadas. Cuando la estrella ya no tiene prácticamente más energía que la que puede emitir al enfriarse, la observamos como una enana blanca. Por eso son tan débiles ya que han agotado todas sus fuentes de energía nuclear», ha concluido la experta. Por ello, «se van apagando lentamente».