En un futuro lejano (dentro de unos seis mil o siete mil millones de años), el Sol comenzará a morir y se hinchará hasta convertirse en una gigante roja hinchada. En un lapso de varios cientos de millones de años, volará sus capas externas, perderá aproximadamente la mitad de su masa y dejará atrás su núcleo súper caliente, súper denso y súper pequeño: una enana blanca.
Los planetas interiores estarán tostados cuando esto suceda. Mercurio, Venus y muy probablemente Incluso nuestra preciosa Tierra será literalmente consumida por el sol. y se vaporizan cuando su alguna vez benévola estrella anfitriona literalmente los invade y envuelve. Pero ¿qué pasa con los planetas exteriores, como Júpiter y Saturno? Deberían sobrevivir a la terrible experiencia, estando tan lejos del centro del sistema solar. Sin embargo, hasta ahora había escasa evidencia observacional directa de que tales mundos exteriores puedan soportar la agonía de su anfitrión estelar similar al sol.
Utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), un equipo de astrónomos dirigido por Susan Mullally en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial apuntó a cuatro enanas blancas, con la esperanza de obtener imágenes directas de cualquier planeta grande que aún pueda orbitarlos. Dos quedaron vacíos, pero los otros dos muestran evidencia de exoplanetas gigantes existentes que todavía los orbitan.. Para ser claros, estos planetas aún no han sido confirmados, pero si la investigación tiene éxito, servirán como un vistazo al futuro de nuestro sol y sus mundos, y ese futuro no es precisamente reconfortante. La investigación del grupo, que fue publicado en el servidor de preimpresión arXiv.org el mes pasadoha sido aceptado para su publicación en el Cartas de revistas astrofísicas.
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Las cuatro enanas blancas fueron elegidas para el escrutinio del JWST porque parecía haber buenas posibilidades de que hubieran poseído planetas en sus fases anteriores a las gigantes rojas, y que cualquier planeta que aún persistiera a su alrededor debería ser fácil de ver. Están relativamente cerca del sol en la galaxia, lo que hace que los planetas a su alrededor sean más fáciles de detectar; desde muy lejos, los planetas y las estrellas anfitrionas se fusionarían en una sola masa. Además, estas enanas blancas son lo suficientemente jóvenes como para que cualquier planeta existente aún debería brillar en el infrarrojo debido al calor sobrante de su formación; es decir, cuanto más jóvenes son, más calientes son y más fácil es para el JWST detectarlas.
Sin embargo, lo más importante es que observaciones anteriores revelaron que las cuatro enanas blancas tienen superficies contaminadas con elementos pesados. Las enanas blancas son pequeñas pero masivas. Tienen aproximadamente el tamaño de la Tierra, pero aproximadamente la mitad de masa que el sol. Esto les confiere una gravedad superficial feroz que es 100.000 veces mayor que la de la Tierra. Cualquier elemento pesado como el calcio o el hierro debería hundirse rápidamente en su sopa caliente de plasma de hidrógeno y helio.-muy rápidamente, incluso en cuestión de días. Si se ven elementos como ese, es casi seguro que se debe a que la enana blanca ha comido recientemente un bocadillo de asteroides compuestos de esos elementos. Sabemos que en nuestro propio sistema solar las interacciones gravitacionales con los planetas gigantes comúnmente arrojan asteroides y cometas hacia el sol. Si eso sucede en otros sistemas estelares (y no hay razón para suponer que no sea así), entonces ver esos elementos pesados esparcidos por la superficie de una enana blanca implica la existencia de mundos grandes e invisibles más lejos de la estrella.
JSWT es perfecto para esta búsqueda porque en luz visible, como la que detectan principalmente el Hubble o la mayoría de los telescopios terrestres, las estrellas son millones o incluso miles de millones de veces más brillantes que cualquiera de sus planetas. En infrarrojos el contraste es menor. Además de eso, las enanas blancas son tan calientes que emiten la mayor parte de su luz en ultravioleta, lo que las hace aún más débiles en infrarrojo, donde pueden ser sólo un factor de cien veces más brillantes que un planeta gigante: una elección fácil.
Después de que los astrónomos procesaron y analizaron las imágenes, dos de los objetivos de las enanas blancas, WD 1202-232 y WD 2105-82, parecían tener objetos acompañantes débiles cerca. Las edades estimadas de estas estrellas son 5.300 millones y 1.600 millones de años, respectivamente. Pero eso incluye sus extensas historias antes de entrar en su desenlace como enana blanca. Ambos hicieron esa transición hace entre 900 y 800 millones de años, por lo que, desde el punto de vista astronómico, son realmente jóvenes.
Cada uno de los dos compañeros candidatos tiene un brillo infrarrojo consistente con el de grandes planetas gigantes gaseosos de aproximadamente la misma edad que su estrella anfitriona. Su masa, deducida de su brillo en múltiples longitudes de onda, es de una a siete y de una a dos veces la masa de Júpiter, respectivamente, firmemente en el rango de masa “planetaria”. Esto descarta la posibilidad que son enanas marrones.
Sus distancias orbitales son muy interesantes. El compañero candidato de WD 1202-232 está a unos 1.800 millones de kilómetros de la estrella, y el de WD 2105-82 está aún más lejos, a unos 5.200 millones de kilómetros. Sin embargo, es muy poco probable que esas posiciones remotas sean donde comenzaron estos supuestos mundos; A medida que las estrellas mueren y pierden masa, su control gravitacional sobre sus planetas se debilita y, como resultado, los planetas migran más lejos. Esto significa que probablemente se originaron más cerca, a unos 800 millones y 1,5 mil millones de kilómetros, respectivamente, de sus estrellas. ¡Eso es muy similar a las distancias actuales de Júpiter y Saturno al Sol!
Si se confirma, estos planetas mostrarían que los planetas exteriores de nuestro propio sistema solar podrían muy bien sobrevivir a la desaparición del Sol, incluso si los planetas interiores probablemente lo hagan. no.
Las observaciones del JWST también respaldan la hipótesis de que los planetas gigantes arrojan asteroides hacia su enana blanca. Si no se encontrara ningún planeta alrededor cualquier de las cuatro estrellas objetivo, esta idea se vería debilitada; Potencialmente implicaría que quizás sólo los planetas más pequeños, invisibles para JWST, alimenten a su estrella de esta manera. (Debo señalar que planetas tan pequeños todavía podrían estar acechando alrededor de las otras dos enanas blancas donde no se vieron planetas gigantes).
Pero no nos apresuremos demasiado; Una vez más, estos planetas aún no están confirmados. Por su color, los astrónomos pudieron descartar que estos objetos fueran estrellas distantes u objetos de nuestro propio sistema solar. Podrían ser galaxias de fondo rojo muy distantes, pero dada la cantidad que se ven en las imágenes, la posibilidad de que dos de ellas estén aparentemente tan cerca de las enanas blancas es baja. Las probabilidades son de una entre 3.000, según los cálculos de los astrónomos. Ese hallazgo no es concluyente pero sí esperanzador.
La mejor manera de confirmarlos es realizar más observaciones en un futuro próximo. Las enanas blancas se mueven por el espacio y se verá que cambian su posición en relación con las estrellas del fondo. Si estos objetos son verdaderamente planetas, se moverán junto con las estrellas; si son objetos de fondo, aparecerán fijos. La incertidumbre es ciertamente frustrante en este momento, pero el tiempo lo dirá.
Sin embargo, dado el aparente éxito de estas observaciones, es de esperar que JWST monitoree más enanas blancas pronto para ver si se pueden encontrar otros posibles supervivientes planetarios y, con ellos, más información sobre el destino de nuestro propio sistema solar.
Por supuesto, podríamos esperar seis mil o siete mil millones de años para ver qué sucede. Pero preferiría saberlo antes, mientras todavía tengamos un planeta no vaporizado desde donde estudiarlo.