Cómo se ve cuando una estrella moribunda se come un planeta

Los astrónomos han visto una estrella engullir un planeta, ofreciendo la primera visión directa de un proceso retorcido llamado engullimiento planetario que probablemente le espera a la Tierra en el futuro profundo.

Los científicos han descubierto accidentalmente un planeta gaseoso, como Júpiter, pero posiblemente más grande, siendo tragado por una estrella parecida al Sol que envejece a unos 12.000 años luz de la Tierra. Se han detectado indicios tentadores de eventos de inmersión en el pasado, pero nadie ha atrapado una estrella en el acto de devorar un planeta hasta ahora.

El descubrimiento «proporciona un eslabón perdido en nuestra comprensión de la evolución y el destino final de los sistemas planetarios», incluido el que habitamos, escribieron los astrónomos en su estudio, que se publicó el miércoles en la revista Naturaleza.

«Este es el destino final de la Tierra», dijo Kishalay De, miembro de la NASA Einstein en el Instituto de Tecnología de Massachusetts y uno de los autores del estudio. «Realmente estamos viendo en qué se va a meter la Tierra en cinco mil millones de años».

Los ciclos de vida de las estrellas están relacionados con sus masas. Las estrellas pequeñas, como las enanas rojas, pueden brillar durante billones de años, mientras que las estrellas más masivas explotan solo unos pocos millones de años después de su nacimiento. A medida que las estrellas como el sol comienzan a morir después de miles de millones de años, se transforman en una clase llamada gigantes rojas que se expanden cientos de veces en tamaño, consumiendo todo lo que se encuentra dentro de sus límites de avance.

Los signos de eventos de inmersión se encuentran dispersos por toda la Vía Láctea. La luz de algunas estrellas está contaminada por las firmas químicas de los planetas, lo que sugiere que mundos enteros están siendo digeridos ante nuestros ojos. Los científicos también han identificado cientos de planetas con órbitas pequeñas que están destinados a entrar en el radio de las gigantes rojas en el futuro.

Pero como las estrellas consumen claramente el planeta ocasional, capturando este momento es desafiante porque la luz que brota de estos eventos es tenue y efímera. De hecho, el Dr. De estaba usando Zwicky Transient Facility, una cámara en un telescopio en el Observatorio Palomar en California, en mayo de 2020 para buscar algo completamente diferente: estrellas fusionadas, llamadas novas rojas. Fue en esas observaciones que encontró un curioso estallido de luz visible.

Lo que se desarrolló fue como una «historia de detectives», dijo el Dr. De. Para identificar la explosión, su equipo obtuvo observaciones en luz visible de la fuente capturadas en noviembre de 2020 por el Observatorio WM Keck en Hawái. Esas imágenes revelaron una estrella escalofriante a unos 5000 grados Fahrenheit, unas 10 veces más fría que las temperaturas abrasadoras predichas por las novas rojas.

Perplejos, el Dr. De y sus colegas observaron la estrella nuevamente, esta vez en luz infrarroja, usando otra cámara del Observatorio Palomar y el telescopio espacial NEOWISE de la NASA. El sistema era brillante en el infrarrojo, una banda del espectro de luz que es ideal para detectar objetos tenues que no emiten mucha energía. Los investigadores se dieron cuenta de que lo más probable es que estuvieran observando una estrella envolviendo un planeta en tiempo real.

«Mi primera reacción fue de incredulidad», dijo el Dr. De. «Vemos el antes y el después» del estancamiento planetario, agregó, pero «estas observaciones nos dan un primer vistazo de cómo se desarrolla este proceso».

La explosión inicial detectada por el observatorio Zwicky, que duró 10 días, ocurrió cuando una estrella moribunda finalmente envolvió por completo un planeta gaseoso de no más de 10 veces la masa de Júpiter. Durante más de un año antes de su desaparición luminosa, el planeta rozó la periferia de la estrella, desprendiendo trozos de su atmósfera, lo que explica por qué los investigadores vieron gas frío y polvo flotando alrededor del sistema. Después de la explosión, la estrella brilló misteriosamente durante unos seis meses mientras engullía los restos del planeta.

Lorenzo Spina, astrofísico del Observatorio Astronómico de Padua en Italia que estudia la congestión planetaria, calificó las conclusiones del equipo de «muy sólidas» y describió el descubrimiento como «revolucionario».

«Esta es una pieza faltante muy importante de toda la historia», dijo el Dr. Spina. «Ahora, tendremos una comprensión más completa de todo este proceso».

Tales eventos increíbles pueden arrojar luz sobre una serie de misterios jugosos, incluidas las probabilidades de que la vida pueda existir en otras partes del universo. La luz de las estrellas que contiene pistas químicas de fragmentos planetarios se puede extraer para obtener pistas sobre la composición interna de los mundos en otros sistemas. Construir un inventario de estos ingredientes puede ayudar a estimar la cantidad de sistemas estelares con los materiales adecuados para sustentar entornos habitables.

Ahora que los científicos han visto un ejemplo real de una inmersión planetaria, pueden buscar en los cielos patrones similares que se ajusten a la factura. Las nuevas observaciones también proporcionan un anticipo macabro del fin literal del mundo. A medida que el sol entra en su fase de gigante roja, es probable que nuestro familiar planeta natal perezca en su abrazo infernal.

«Encontrar un evento como este realmente pone todas las teorías que han existido a la prueba más dura posible», dijo el Dr. De. «Realmente abre este nuevo campo de investigación».