De todos los mundos extraños de nuestra Vía Láctea, algunos de los más misteriosos son los que se encuentran alrededor de estrellas enanas blancas.
No se trata de estrellas normales ocupadas rompiendo átomos en sus núcleos, sino restos ultradensos de estrellas similares al Sol que han sufrido sus secuencias de muerte, hinchándose hasta convertirse en enormes gigantes rojas antes de desprenderse de sus capas exteriores y colapsar en densos núcleos estelares.
Esto es lo que le sucederá al Sol dentro de unos 5 mil millones de años, por lo que obviamente cualquier exoplaneta en órbita de una enana blanca es de gran interés para los científicos que esperan adivinar el destino final del Sistema Solar.
Ahora, utilizando JWST, los astrónomos acaban de obtener el primer vistazo de la humanidad dentro de la atmósfera del planeta gigante WD 1856b, que orbita una enana blanca, y lo encontraron mucho más caliente de lo que nadie esperaba. Sus hallazgos han sido publicados en Nature.
“En el instante en que vimos el espectro de WD 1856b, que muestra una caída colosal en el tamaño efectivo del planeta en longitudes de onda infrarrojas más largas, pensamos: ‘¡Guau! ¿Qué diablos está pasando aquí?'”, dijo a ScienceAlert el astrónomo Ryan MacDonald, de la Universidad de St Andrews en el Reino Unido.
“El espectro de tránsito JWST de WD 1856b no se parece a ningún otro planeta que hayamos visto antes”.
Las estrellas enanas blancas se encuentran entre los objetos más extremos del Universo. Son lo que queda cuando una estrella de hasta ocho veces la masa del Sol se desprende de la bobina de la secuencia principal, un bulto muerto que brilla sólo con calor residual durante billones de años.
frameborder=”0″ enable=”accelerómetro; reproducción automática; escritura en portapapeles; medios cifrados; giroscopio; imagen en imagen; compartir web” referrerpolicy=”origen-estricto-cuando-origen-cruzado” enablefullscreen>Sabemos aproximadamente cómo va la transformación. A medida que la estrella se acerca al agotamiento total de su combustible nuclear, se hincha hasta cientos de veces su tamaño original.
Con el tiempo, esa envoltura hinchada se expandirá y se disipará hasta convertirse en nada, mientras que el núcleo, que ya no está sostenido por la presión exterior de la fusión, colapsa bajo la gravedad.
“Pensamos: ‘¡Guau! ¿Qué diablos está pasando aquí?'” – Ryan MacDonald, astrónomo
La enana blanca resultante es extremadamente densa y contiene hasta 1,4 veces la masa del Sol en un objeto que tiene aproximadamente el mismo tamaño que la Tierra.
Para el Sistema Solar, los astrónomos creen que este proceso será muy perturbador, con una fase de gigante roja que potencialmente expandirá el Sol hasta la órbita de Marte.
“Cuando el Sol se convierta en una gigante roja, Mercurio y Venus serán destruidos. El destino de la Tierra es dudoso (su supervivencia depende de los finos detalles del modelo estelar). Pero los planetas exteriores, como Júpiter y Saturno, casi con seguridad sobrevivirán a la muerte del Sol”, explicó MacDonald en un correo electrónico.
“Cuando el Sol muera y su núcleo quede atrás como una enana blanca, la masa perdida alterará las órbitas de los planetas supervivientes y hará que se muevan hacia afuera. Debido a que el tirón gravitacional de la enana blanca será mucho menor que el del Sol, el Sistema Solar estará menos limitado y será más fácil que las interacciones dinámicas muevan los planetas”.
Se han encontrado muchos exoplanetas rondando enanas blancas, lo que naturalmente plantea la pregunta de cómo sobrevivieron a la agonía de la estrella.
Pero examinar la atmósfera de un exoplaneta enana blanca es mucho más difícil que el de una estrella viva.
Los astrónomos estudian las atmósferas de los exoplanetas cuando los planetas pasan entre nosotros y sus estrellas. A medida que la luz de las estrellas se filtra a través de la atmósfera, recoge firmas de los gases que contiene, lo que permite a los astrónomos identificar de qué está hecha la atmósfera.
La mayoría de las estrellas son mucho más grandes que sus planetas. WD 1856b, ubicada a 82 años luz de distancia, es siete veces más grande que la enana blanca que orbita.
“Normalmente, la atmósfera de un planeta en tránsito se encuentra completamente sobre el disco de su estrella durante un tránsito, pero en el caso de WD 1856b, sólo una parte de la atmósfera cubre la enana blanca en un momento dado”, dijo MacDonald.
“Este sistema tiene la profundidad de tránsito más alta conocida de todos los exoplanetas (56 por ciento) y el tránsito sólo dura 8 minutos. La enana blanca también es mucho más tenue que las estrellas de la secuencia principal que normalmente observamos. Así que este es realmente un sistema extremadamente diferente a los que normalmente estudiamos con JWST.
“Tuvimos que desarrollar nuevos modelos y repensar completamente cómo analizar los espectros JWST de este extraño sistema planetario alrededor de una estrella muerta”.
No fue el contenido de la atmósfera del exoplaneta, sino su temperatura, lo que sorprendió al equipo de investigación.
Esperaban que su temperatura rondara los -113 grados Celsius (-171 grados Fahrenheit), similar a la de Júpiter, que tiene un tamaño y una órbita similares a los de WD 1856b.
En cambio, su temperatura rondaba los 126 grados Celsius (259 grados Fahrenheit).
“Nos quedamos preguntándonos cómo un planeta que orbita una vieja y tenue enana blanca, que se ha estado enfriando desde que la estrella que la formó murió hace 5.400 millones de años, podría ser tan cálido”. dijo MacDonald.
Los planetas gigantes se enfrían a ritmos predecibles a lo largo de miles de millones de años. Eso significa que sus temperaturas actuales conservan pistas de los acontecimientos que las calentaron en el pasado.
Los investigadores también se sorprendieron al descubrir que, aunque WD 1856b es un poco más pequeño que Júpiter, es siete veces más masivo.
En conjunto, la sorprendente temperatura y masa del planeta permitieron a los investigadores reconstruir su historia.
Descubrieron que este inusual mundo debió alcanzar su temperatura máxima miles de millones de años después de que la estrella se convirtiera en una enana blanca. Ese momento sugiere que la enana blanca no fue la responsable; algo más debió haberlo recalentado mucho después de la transformación estelar.
Un posible culpable es una estrella binaria cercana, cuya influencia de marea podría haber calentado el exoplaneta y haberlo hecho migrar hacia adentro desde una órbita más distante hasta su posición actual.
“Nuestros resultados muestran que los planetas gigantes como Júpiter pueden tener una ‘segunda vida’ después de la muerte de su estrella, acercándose al planeta, recalentándose y experimentando cambios en su química atmosférica”, dijo MacDonald.
“La muerte estelar no es el final, es un nuevo capítulo en la vida de planetas como Júpiter.”
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Todavía no sabemos qué significará eso para la Tierra. Algunos modelos ven nuestro mundo engullido por el Sol, otros no. Si sobrevive a la inmersión, no sabemos qué efecto tendrá la redistribución de la masa solar en la órbita de la Tierra.
Es poco probable que la humanidad dure lo suficiente para verlo, pero para entonces tal vez haya surgido nueva vida. Estudiar mundos como WD 1856b podría mostrarnos cuáles podrían ser las probabilidades de que eso ocurra.
“Los resultados de hoy muestran que podemos medir de qué están hechas las atmósferas de los planetas que orbitan cerca de enanas blancas, lo que abre un nuevo y estimulante campo de atmósferas planetarias posteriores a la secuencia principal”, dijo MacDonald.
“En última instancia, el sueño sería encontrar un planeta rocoso orbitando una enana blanca, tal vez incluso en su zona habitable. Porque, ¿qué podría ser más poético que buscar vida alrededor de una estrella muerta?”
La investigación ha sido publicada en Nature.
Este artículo fue verificado por Carly Cassella y editado por Clare Watson. Si bien nos enorgullecemos de nuestro proceso, somos humanos. Si detecta un error, háganoslo saber.