Un sistema planetario anclado por una estrella enana blanca muerta, situada a unos 4.000 años luz de distancia, ha ofrecido a los astrónomos una posible visión de cómo podrían verse nuestro Sol y la Tierra dentro de unos 8.000 millones de años.
Sin embargo, este sólo será el futuro de la Tierra si nuestro planeta logra sobrevivir a la eventual transformación del sol en un globo hinchado. gigante roja. Se espera que esta transformación ocurra dentro de 5 mil millones a 6 mil millones de años, cuando el sol finalmente agota el suministro de combustible necesario para fusión nuclear. En esa fase de gigante roja, el Sol se hinchará hasta alrededor de la órbita de Marte, tragándose a Mercurio, Venus y tal vez Tierratambién. Después de esto, el sol se convertiría en un fuego humeante. enana blancaigual que el visto en el sistema planetario observado.
Una forma en que nuestro planeta podría escapar de la destrucción del sol gigante rojo es si migra a la órbita de Marte o más allá. Esto dejaría a nuestro planeta como una cáscara helada pero devastada por la radiación que orbita alrededor de una estrella quemada. Este nuevo sistema planetario ofrece evidencia de que tal “escape milagroso” es posible.
El equipo identificó una enana blanca con aproximadamente la mitad de la masa del Sol y un planeta compañero del tamaño de la Tierra en una órbita dos veces más ancha que la de nuestro planeta alrededor de nuestra estrella, ofreciendo una imagen de cómo podría verse una Tierra sobreviviente dentro de unos 8 mil millones de años. .
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“Actualmente no tenemos un consenso sobre si la Tierra podría evitar ser engullida por el sol gigante rojo en 6 mil millones de años”, dijo el líder del equipo Keming Zhang, becario postdoctoral de IA en Ciencias Eric y Wendy Schmidt en la Universidad de California en San Diego. en un declaración.
Un elemento del sistema, ubicado cerca del abultamiento central de la Vía Láctea, lo distingue del futuro sistema solar: otro ocupante con una masa alrededor de 17 veces la de Júpiter, el planeta más masivo del sistema solar.
Es probable que este objeto sea un “enana marrón“, un cuerpo al que a menudo se hace referencia como una “estrella fallida” porque se forma como una estrella pero no logra acumular la masa necesaria para desencadenar la fusión de hidrógeno a helio en su núcleo, el proceso nuclear que define una estrella de “secuencia principal”. como el sol.
Buenas noticias para la Tierra… tal vez no para la vida
Los astrónomos descubrieron este análogo para el futuro del sistema solar cuando observaron el llamado “evento de microlente”, en referencia a la curvatura de la luz de una fuente de fondo causada por la influencia gravitacional de un cuerpo que pasa entre esa fuente y la Tierra. El evento en particular fue captado utilizando la Red de Telescopios de Microlente de Corea en el hemisferio sur.
La microlente es una forma débil de lente gravitacional, un fenómeno predicho por primera vez por Albert Einstein con su relatividad general teoría. La relatividad general sugiere que los objetos con masa causan la estructura misma de espacio-tiempouna unificación cuatridimensional del espacio y el tiempo, para “deformarse”. No sólo surge la gravedad de esta deformación, sino que las deformaciones también desvían la luz cuando las ondas de una fuente de fondo pasan a través de ellas. Esta luz curvada aparece iluminada desde nuestra perspectiva debido al camino curvo que se ve obligada a tomar en su camino hacia nuestros detectores.
Este evento, bautizado como KMT-2020-BLG-0414, se observó en 2020. Consistió en el brillo de una estrella de fondo (situada a 24.000 años luz de distancia) unas 1.000 veces. Los objetos o lentes que provocan este brillo son los cuerpos del sistema planetario.
Para investigar más a fondo este sistema planetario, el equipo de la Universidad de California, Berkeley, siguió el evento de microlente con el Telescopios Keck de 10 metros en Hawái.
La investigación inicial no reveló la naturaleza de la estrella central. Los investigadores necesitaron otros tres años de estudio utilizando los telescopios Keck para determinar que este cuerpo estelar es una enana blanca agotada. Esto no fue evidente por lo que vio el equipo sino más bien por lo que no ver; Las imágenes del sistema no mostraron la luz que se esperaría de un estrella de la secuencia principal.
“Nuestras conclusiones se basan en descartar escenarios alternativos, ya que una estrella normal se habría visto fácilmente”, explicó Zhang. “Debido a que la lente es oscura y de baja masa, llegamos a la conclusión de que sólo puede ser una enana blanca. Hay algo de suerte porque uno esperaría que menos de una de cada 10 estrellas con planetas microlentes fueran enanas blancas”.
Continuar con la investigación de este sistema también permitió al equipo resolver la órbita de la enana marrón y aliviar la confusión que rodea la posición de la estrella fallida alrededor de la estrella muerta, así como el hecho de que no es simplemente un planeta masivo muy cercano, o “Júpiter caliente“.
“El análisis original mostró que la enana marrón se encuentra en una órbita muy amplia, como la de Neptuno, o bien dentro de la órbita de Mercurio. [the closest planet to the sun in the solar system]”, dijo Zhang. “Los planetas gigantes en órbitas muy pequeñas son en realidad bastante comunes fuera del sistema solar. Pero como ahora sabemos que está orbitando un remanente estelar, esto es poco probable, ya que habría sido engullido”.
Si bien este sistema planetario sirve como evidencia de que la Tierra podría escapar del consumo del sol en unos 6 mil millones de años, no nos dice si alguna vida en nuestro planeta (si todavía existe para entonces) también podría sobrevivir.
“Si la vida puede sobrevivir en la Tierra a través de eso [red giant] se desconoce el período. Pero ciertamente, lo más importante es que la Tierra no sea tragada por el sol cuando se convierta en una gigante roja”, dijo en el comunicado Jessica Lu, profesora asociada y presidenta de astronomía en UC Berkeley. “Este sistema es un ejemplo de un planeta, probablemente un planeta similar a la Tierra originalmente en una órbita similar a la Tierra, que sobrevivió a la fase de gigante roja de su estrella anfitriona”.
Parece que, si la pérdida de agarre del Sol sobre la Tierra durante la fase de gigante roja le permite escapar de las crecientes capas exteriores de nuestra estrella, esta migración también lo colocaría fuera de la zona habitable. El zona habitableo “zona Ricitos de Oro”, se define como la región alrededor de una estrella con temperaturas ni demasiado calientes ni demasiado frías para permitir que un planeta se aferre a agua líquida, una ingrediente crucial para la vida.
Sin embargo, es probable que el tiempo de la humanidad en la Tierra se haya agotado entre 4.000 y 5.000 millones de años antes de que el Sol se convierta en gigante roja.
“En cualquier caso, el planeta Tierra sólo será habitable durante unos mil millones de años más, momento en el que los océanos de la Tierra serían vaporizados por efecto invernadero desbocado “Mucho antes del riesgo de ser tragado por la gigante roja”, dijo Zhang.
Zhang sugirió que la humanidad podría migrar hacia el sistema solar para evitar este destino. Los objetivos potenciales para el reasentamiento podrían ser las lunas de Júpitercomo europa, Calistoy Ganímedeso Enceladoque orbita Saturno. Estas lunas parecen tener océanos de agua congelada que, aunque ahora están helados, irónicamente podrían volverse habitables gracias al sol en expansión. Esto se debe a que el sol podría potencialmente descongelarlos, convirtiéndolos en mundos oceánicos.
“A medida que el Sol se convierta en una gigante roja, la zona habitable se moverá alrededor de la órbita de Júpiter y Saturno”, dijo Zhang. “Creo que, en ese caso, la humanidad podría migrar allí”.
El equipo sugiere que esta investigación demuestra el potencial de las microlentes como técnica para investigar los sistemas planetarios y sus estrellas. Un instrumento que podría aprovechar plenamente esto es el próximo Telescopio romano Nancy Gracecuyo lanzamiento está previsto para 2027. El próximo gran telescopio espacial de la NASA utilizará microlentes para buscar planetas extrasolares o “exoplanetas“.
“Hay todo un conjunto de mundos que ahora se están abriendo ante nosotros a través del canal de microlente, y lo emocionante es que estamos al borde de encontrar configuraciones exóticas como esta”, dijo en el artículo Joshua Bloom, miembro del equipo y astrónomo de la UC Berkeley. declaración. “Lo que se requiere es un seguimiento cuidadoso con las mejores instalaciones del mundo, no sólo un día o un mes después, sino muchos, muchos años en el futuro, después de que la lente se haya alejado de la estrella de fondo para que puedas empezar a desambiguar lo que estás viendo”. Estoy viendo.”
La investigación fue publicada el 26 de septiembre en la revista Astronomía de la naturaleza.