Un equipo internacional de astrónomos, ciertos españoles, ha descubierto los restos aún unidos de un planeta que ha subsistido a la muerte de su estrella, reducida el día de hoy a una enana blanca llamada SDSS J122859.93 + un millón cuarenta trescientos veintinueve localizada a cuatrocientos diez años luz de distancia de la Tierra.
Los autores, que publican su estudio en la gaceta Science, piensan que este planetesimal formó una parte de un planeta más grande en el pasado y se han sorprendido al revisar que su órbita está más cerca de su estrella de lo que se creía posible: da un giro cada 2 horas.
Su riqueza en metales pesados como el hierro y el níquel pudo ser lo que le asistió a subsistir a la destrucción de su sistema planetario, conforme los estudiosos, que lo han descubierto en un disco de restos que sirve de ‘alimento’ a la enana blanca.
Este disco está formado por cuerpos rocosos compuestos de hierro, magnesio, silicio y oxígeno, los 4 bloques clave en la construcción de nuestro planeta y la mayor parte de los cuerpos rocosos. En su interior se descubrió un anillo de gas que fluía de un cuerpo sólido, tal y como si se tratara de la cola de un cometa. Este gas puede estar generado por el propio cuerpo o bien por la evaporación del polvo al chocar con pequeños restos en el disco.
Los astrónomos estiman que este planetesimal debe tener un tamaño de por lo menos un quilómetro, si bien podría lograr unos pocos cientos y cientos de kilómetros de diámetro, comparándose con ciertos asteroides más grandes conocidos en el sistema solar.
Ilustración de un disco de restos en torno a una enana blanca. / NASA/JPL-CALTECH
Por su parte, las enanas blancas son los cadáveres de estrellas como nuestro sol que han quemado su comburente y se han desprendido de sus capas exteriores, dejando atrás un espeso núcleo que se enfría de forma lenta.
Este es el caso de la estrella anfitriona de este sistema, que se ha encogido tanto que el planetesimal orbita en el radio original de su sol. Los datos del estudio sugieren que el fragmento fue más grande y, seguramente, se trata de un planeta pulverizado cuando la estrella empezó su proceso de enfriamiento.
"La estrella habría tenido originalmente cerca de 2 masas solares, mas ahora la enana blanca representa solo el setenta por ciento de la masa de nuestro Sol; es pequeñísima –aproximadamente del tamaño de la Tierra– y esto hace sea exageradamente espesa, como todas y cada una de las enanas blancas”, explica el creador primordial, Christopher Manser, estudioso de la Universidad de Warwick (Reinio Unido).
La gravedad de la enana blanca es de cerca de cien veces la de la Tierra. Esto quiere decir que un asteroide habitual sería destruido por sus fuerzas gravitacionales si pasara demasiado cerca de ella.
El maestro Boris Gänsicke, asimismo coautor del estudio y también estudioso de la universidad británica, comenta: "El planetesimal que hemos descubierto está en lo profundo del pozo gravitacional de la enana blanca, considerablemente más cerca de donde aguardábamos localizar algo. Esto solo es posible por el hecho de que es densísimo o bien pues tiene una fuerza interna que lo sostiene unido. De ahí que planteamos que está compuesto en buena medida de hierro y níquel”.
"Si fuera hierro puro podría subsistir donde se halla ahora –añade–, mas del mismo modo podría tratarse de un cuerpo rico en hierro con una enorme fuerza interna para sostenerlo unido, lo que coincide con el hecho de que el planetesimal sea un fragmento densísimo del núcleo de un planeta. Si esto es adecuado, el cuerpo original habría tenido cientos y cientos de quilómetros de diámetro”.
El futuro de nuestro sistema solar
El descubrimiento de este planetesimal asimismo da pistas sobre qué planetas pueden radicar en otros sistemas solares y abre una ventana para mirar al futuro del nuestro, cuando desaparezca en unos seis mil millones de años.
"A medida que las estrellas avejentan –aclara Manser– se transforman en gigantes rojas, que ‘limpian’ una gran parte de la zona interna de su sistema planetario. En nuestro sistema solar, el Sol se expandirá hasta la órbita de la Tierra y asolará con nuestro planeta, Mercurio y Venus. Marte y el resto de los planetas que están más distanciados subsistirán y se desplazarán cara afuera”.
Las teorías actuales pronostican que en cinco mil o bien seis mil millones de años nuestro sistema solar va a tener una enana blanca en vez del Sol, orbitada por Marte, Júpiter, Saturno y los planetas exteriores, como asteroides y cometas.
Es probable que ocurran interactúes gravitacionales en esta nueva configuración de nuestro sistema planetario, lo que quiere decir que los planetas más grandes pueden empujar a los cuerpos más pequeños cara una órbita que los acerque a la enana blanca, donde serían destruidos por su enorme gravedad.
“Respecto a la Tierra, los modelos muestran que no tiene posibilidades de subsistir y que va a ser tragada por el Sol mucho antes que la estrella llegue a la fase de enana blanca”, apunta Eva Villaver, astrofísica de la Universidad Autónoma de la villa de Madrid que participa en el estudio.
"El caso de nuestro planeta es diferente al planetesimal observado, que probablemente sea el núcleo de un planeta como Jupiter que ha perdido sus capas externas”, explica Villaver, si bien apunta otra posibilidad: “También podría ser un asteroide que ha subsistido en orbitas lejanas y que entonces ha sido lanzado cara la cercanía de la estrella”.
Espectroscopía desde Canarias
Es la primera vez que se utiliza la espectroscopía (estudio del fantasma de las radiaciones de los objetos) para hallar un cuerpo sólido en órbita cerca de enanas blancas. Concretamente, se han usado las alteraciones sutiles en la luz recibida de este sistema para identificar el material auxiliar que es arrancado de la superficie del planetesimal.
El disco de restos se estudió desde las observaciones efectuadas con el espectrógrafo OSIRIS del Gran Telescopio Canarias (GTC), instalado en el Observatorio del Roque de los Muchachos de la isla de La Palma.
El coautor Pablo Rodríguez Gil, estudioso del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad de La Laguna (ULL), apunta que este planetesimal “es el segundo encontrado orbitando en torno a una enana blanca muy cerca de ella”. El precedente se encontró con otra técnica, el llamado ‘método del tránsito’, por el hecho de que los restos pasaban en frente de la estrella y bloqueaban una parte de su luz.
“Para localizar esos tránsitos –precisa Gil– tiene que darse una alineación prácticamente perfecta entre el plano del disco de restos y nuestra línea de visión. Como esto no ocurre frecuentemente, se debe observar un elevado número de enanas blancas para dar con la geometría adecuada”.
“Con el GTC y sus instrumentos vamos a continuar estudiando otros sistemas con discos de restos muy afines al de SDSS J122859.93+104032.9 para localizar más planetesimales orbitando enanas blancas y recoger valiosa información”, concluye la coautora Paula Izquierdo Sánchez, estudiante de doctorado del IAC/ULL.
Referencia bibliográfica:
C.J. Manser et al. “A planetesimal orbiting within the debris disc around a white dwarf star”. Science, cuatro de abril de dos mil diecinueve.