Por primera vez, los astrónomos han identificado el destello de luz cuando una estrella moribunda envuelve y destruye uno de sus mundos en órbita. Aunque este fenómeno se ha teorizado durante mucho tiempo, observarlo en acción ayudará a los astrónomos a comprender qué sucede con un sistema planetario a medida que la estrella entra en sus dramáticos estertores de muerte, hinchándose hasta cientos de veces su tamaño original y tragándose todo a su paso, antes de expulsar su material externo y colapsar en un remanente estelar ardiente y brillante.
Observaciones previas capturaron las etapas justo antes y justo después de uno de estos engullimientos planetarios, pero esta es la primera vez que se ha visto el acto, a solo 12.000 años luz de la Tierra. Allí, una estrella aumentó rápidamente su brillo en un factor de 100 antes de desvanecerse rápidamente, brillando con un exceso de luz infrarroja brillante y duradera.
Esto es consistente con los modelos que describen lo que sucederá al final de la vida del Sol y brinda información que los científicos pueden utilizar para hacer predicciones más detalladas sobre los últimos días de nuestra pequeña esquina de la galaxia de la Vía Láctea. “Estamos viendo el futuro de la Tierra”, dice el astrofísico Kishalay De del Instituto Kavli de Astrofísica y Investigación Espacial del MIT. “Si alguna otra civilización nos estuviera observando desde 10.000 años luz de distancia mientras el Sol engulle la Tierra, verían al Sol brillar repentinamente mientras expulsa algún material, luego formar polvo a su alrededor, antes de volver a la normalidad”.
La muerte de una estrella como el Sol es un proceso bastante salvaje. Observaciones de otras estrellas en la Vía Láctea en diversas etapas de sus vidas nos han mostrado cómo se desarrolla.
Por primera vez, los astrónomos han identificado el destello de luz producido cuando una estrella moribunda envuelve y destruye uno de sus mundos orbitales. Aunque este fenómeno ha sido teorizado durante mucho tiempo, observarlo en acción ayudará a los astrónomos a comprender qué sucede en un sistema planetario a medida que la estrella entra en sus dramáticos espasmos de muerte, aumentando su tamaño cientos de veces y devorando todo lo que se cruza en su camino, antes de expulsar su material externo y colapsar en un remanente estelar caliente y brillante.
Observaciones previas captaron las etapas justo antes y después de una de estas engullidas planetarias, pero esta es la primera vez que se ha visto el acto, a solo 12.000 años luz de la Tierra. Allí, una estrella aumentó rápidamente su brillo en un factor de 100 antes de desvanecerse rápidamente, brillando con un exceso de luz infrarroja brillante y de larga duración. Esto es consistente con modelos que describen lo que sucederá al final de la vida del Sol y proporciona información que los científicos pueden utilizar para construir predicciones más detalladas sobre los últimos días de nuestro pequeño rincón de la galaxia Vía Láctea. “Estamos viendo el futuro de la Tierra”, dice el astrofísico Kishalay De del Instituto Kavli de Astrofísica y Investigación Espacial del MIT. “Si alguna otra civilización nos estuviera observando desde 10.000 años luz de distancia mientras el Sol engullera la Tierra, verían que el Sol de repente se ilumina al expulsar cierto material, luego forma polvo a su alrededor, antes de volver a su estado anterior”.
La muerte de una estrella como el Sol es un proceso bastante intenso. Las observaciones de otras estrellas en la Vía Láctea en varias etapas de sus vidas nos han mostrado cómo se desarrolla. A medida que la estrella se queda sin combustible de hidrógeno para quemar en su núcleo, el delicado equilibrio entre la presión externa de la fusión y la presión interna de la gravedad comienza a desmoronarse. El núcleo comienza a contraerse, trayendo más hidrógeno de las capas externas de la estrella hacia el centro, concentrándose en una capa alrededor del núcleo. Debido al calor y la presión, esta capa de hidrógeno comienza a fusionarse, generando calor adicional que hace que las capas externas de la estrella se expandan hasta cientos de veces su tamaño original. Pero las capas más externas, más tenues que antes, se enfrían hacia el extremo más rojo del espectro. Esto es lo que se conoce como una gigante roja. La estrella engullirá cualquier cosa que se cruce en el camino de ese material externo en expansión. Aquí en el Sistema Solar, se espera que este proceso tenga lugar en unos pocos mil millones de años, y se predice que el Sol se expandirá hasta la órbita de Marte, engullendo a Mercurio, Venus y la Tierra en el camino.
De y sus colegas no estaban buscando una estrella moribunda devorando a sus planetas. En cambio, De estaba examinando datos recolectados por la Instalación Transitoria Zwicky, que estudia el cielo en longitudes de onda ópticas e infrarrojas, buscando estrellas binarias en órbitas tan cercanas que una de ellas absorbe material de la otra, un proceso que crea ráfagas de luz. Lo que encontraron fue algo completamente distinto. “Una noche, noté una estrella que se iluminó por un factor de 100 en el transcurso de una semana, de la nada”, dice De. “Era diferente a cualquier explosión estelar que hubiera visto en mi vida.” Un examen más detallado utilizando datos del Observatorio Keck óptico e infrarrojo para examinar la composición química del objeto reveló más extrañeza. La estrella mostró signos de elementos – como óxido de titanio y óxido de vanadio – más consistentes con un ambiente fresco, no con el hidrógeno y helio calientes que se esperaría de las estrellas intercambiando plasma.
Observaciones adicionales con el Observatorio Palomar confirmaron que lo que estaba sucediendo con el estallido, llamado ZTF SLRN-2020, no era un sistema binario, lo que significaba que el estallido tenía que ser algo más. Una revisión de la literatura científica mostró que la forma en que la luz floreció, murió y persistió como un material frío que brillaba en infrarrojo era consistente con un tipo de explosión conocida como una nova roja, resultado de una colisión de estrellas binarias. Pero la energía que produjo fue mucho, mucho más pequeña de lo que cabría esperar de una nova roja; alrededor de una milésima parte de la energía, de hecho.
Y esa fue la pieza final del rompecabezas. “Eso significa que lo que se fusionó con la estrella tiene que ser 1.000 veces más pequeño que cualquier otra estrella que hayamos visto”, dice De. “Y es una feliz coincidencia que la masa de Júpiter sea aproximadamente 1/1.000 de la masa del Sol. Fue entonces cuando nos dimos cuenta: esto era un planeta, chocando contra su estrella”. Según el análisis del equipo, el planeta habría tenido una masa máxima de alrededor de 10 veces la masa de Júpiter, siendo engullido y cayendo hacia el núcleo de una gigante roja en expansión. A medida que la estrella se tragaba al planeta, su envoltura exterior en expansión continuó enfriándose, formando una nube de polvo alrededor de la estrella que dio lugar a la firma infrarroja de larga duración observada por el Observatorio Palomar.
Esto, dicen los investigadores, constituye un “eslabón perdido” en nuestra comprensión de la evolución de los sistemas planetarios. Han llamado a este tipo de evento “novas rojas subluminosas” y creen que ZTF SLRN-2020 puede ayudarnos a entender el efecto que la ingestión planetaria puede tener en el brillo, la composición química y la velocidad de rotación de las estrellas en etapas tardías.
Estiman que las novas rojas subluminosas ocurren entre 0.1 y varias veces al año. Ahora que sabemos cómo se ven, es posible que encontremos muchas más. “Durante décadas, hemos podido ver el antes y después”, dice De. “Antes, cuando los planetas todavía están orbitando muy cerca de su estrella, y después, cuando un planeta ya ha sido engullido y la estrella es gigante. Lo que faltaba era capturar a la estrella en pleno acto, donde tienes un planeta que experimenta este destino en tiempo real. Eso es lo que hace que este descubrimiento sea realmente emocionante”.
Vía: Blog.Science Natures
