Atrapados en el acto: los astrónomos ven una estrella tragándose un planeta por primera vez

Aproximadamente dentro de 5 mil millones de años, nuestro Sol terminará, no con una explosión sino con un gemido. Ahí es cuando finalmente quema todo el combustible de su núcleo y se convierte en una gigante roja, tragándose todos los planetas interiores de nuestro Sistema Solar en el proceso, incluida la Tierra. Pero ninguna estrella ha sido atrapada en el acto de tragarse un planeta de esta manera, hasta ahora. Los astrónomos detectaron un destello al rojo vivo de una estrella distante en nuestra galaxia, la Vía Láctea, y concluyeron que provenía de la etapa final de este proceso, según un nuevo artículo publicado en la revista Nature. Sí, es una «Estrella de la Muerte» literal, anunciada en la víspera del Día de Star Wars (4 de mayo).

Como todas las estrellas, nuestro Sol es un reactor nuclear gigante, compuesto de gas hidrógeno y helio. Para producir luz, convierte el hidrógeno en helio a través de reacciones de fusión, y esa energía empuja contra el peso aplastante de sus capas exteriores. Cuando todo el hidrógeno se convierta en helio, el Sol ya no generará suficiente energía para contrarrestar la atracción de la gravedad. El núcleo se contraerá hacia adentro, calentando el interior a temperaturas suficientes para fusionar el helio en carbono. La fusión de hidrógeno migrará a las capas exteriores. El Sol se hinchará hacia afuera y se convertirá en una gigante roja, expandiendo esas capas externas a medida que el núcleo colapsa. Las capas exteriores engullirán a los planetas más cercanos, incluida la Tierra, que se sumergirá en el núcleo y se vaporizará, provocando un estallido de energía y materia. El Sol continuará ardiendo durante algunos miles de millones de años más antes de que finalmente se enfríe y se convierta en una estrella enana negra.

Este proceso solo ocurre unas pocas veces al año en la Vía Láctea. Los astrónomos han observado las primeras etapas del proceso (planetas tan cerca de sus estrellas anfitrionas que inevitablemente serán engullidos cuando esas estrellas se expandan) junto con las consecuencias de esta evolución estelar (cuando las estrellas se han hinchado y parecen tener propiedades peculiares, como su velocidad de rotación o su composición química). Pero los científicos nunca han sido testigos del devorador real. Eso es lo que hace que este descubrimiento sea tan emocionante, según el coautor Kishalay De, un postdoctorado del MIT: esta es la primera evidencia directa de una etapa crucial de la evolución estelar.

«Esta ha sido una de las predicciones fundamentales de nuestra comprensión de las estrellas y los planetas que las rodean», dijo De durante una rueda de prensa. Por supuesto, los astrónomos no están «viendo» el evento en la forma en que normalmente se entiende ese término, según De. La estrella en cuestión, llamada ZTF SLRN-2020, está a 10 000 años luz de distancia en la constelación de Aquila, demasiado lejos para ver la estrella y su planeta por separado, por lo que los científicos están observando los efectos que tuvo en la estrella el engullir el planeta. en datos a nivel de píxel.

De estaba estudiando detenidamente los datos de la Instalación de Tránsito Zwicky (ZTF) en el Observatorio Palomar en California hace unos tres años, buscando el brillo revelador (por un factor de unas pocas miles de veces en el transcurso de una semana) que marca una nova. Tales explosiones ocurren cuando una enana blanca roba materia de una estrella compañera. De vio una estrella que aumentaba su brillo en un factor de unos cientos de veces durante un par de semanas. Rápidamente revisó las observaciones de la misma estrella tomadas por el Observatorio Keck en Hawai. Pero el espectro reveló que la composición y la temperatura del gas que rodeaba a esta estrella no se parecía en nada a una nova. «Esta fuente parecía estar rodeada por un montón de gas frío», dijo De. «Estábamos viendo signos de moléculas que solo pueden existir a temperaturas frías».

La mejor manera de ver mejor el gas frío era ver el sistema en el espectro infrarrojo, por lo que De recurrió a los datos de observación de la cámara infrarroja del Observatorio Palomar, así como a los datos de archivo recopilados por el telescopio NEOWISE de la NASA, que toma imágenes de la noche. cielo en el infrarrojo cada seis meses. Esos datos mostraron que incluso después de que la luz óptica se desvaneciera, todavía había un fuerte resplandor infrarrojo de todo ese polvo frío. Nueve meses antes del brillo, NEOWISE había captado un brillo infrarrojo del polvo del sistema. Y los datos del Gemini South Telescope proporcionaron observaciones de alta resolución que permitieron a De y otros. para identificar la ubicación del estallido, así como las mediciones del brillo de la estrella a lo largo del tiempo, sin contaminar los datos de las estrellas cercanas.

Todos esos datos le dieron a De tres piezas clave de evidencia: gas frío detectado en el estallido, polvo formado después del estallido que emite un brillo infrarrojo y un brillo infrarrojo varios meses antes del estallido. De pensó que debía ser la firma de la fusión de dos estrellas, pero el evento fue de 100 a 1000 veces más débil que cualquier fusión conocida. Entonces, lo que sea que se tragó ZTF SLRN-2020 tenía que ser algo mil veces menos masivo que la estrella, según lo que se sabe actualmente sobre la dinámica estelar. El objeto más probable era un planeta: un gigante gaseoso del tamaño aproximado de Júpiter.