Por primera vez, los astrónomos han identificado el destello de luz cuando una estrella moribunda engulle y destruye uno de sus mundos en órbita.
Aunque este fenómeno se ha teorizado durante mucho tiempo, finalmente observarlo en acción ayudará a los astrónomos a descubrir qué le sucede a un sistema planetario cuando la estrella entra en su dramática agonía, inflándose cientos de veces su tamaño original y tragándose todo a su paso, antes de expulsando su material exterior y colapsando en un remanente estelar que brilla intensamente.
Las observaciones anteriores captaron las etapas justo antes y justo después de uno de estos engullimientos planetarios, pero esta es la primera vez que se ve 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 los modelos que describen lo que sucederá al final de la vida del Sol y brinda información que los científicos pueden usar para construir predicciones más detalladas sobre los días finales de nuestro pequeño rincón de la Vía Láctea.
“Estamos viendo el futuro de la Tierra”, dice el astrofísico Kishalay De del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT. “Si alguna otra civilización nos estuviera observando desde 10.000 años luz de distancia mientras el Sol engullía la Tierra, verían que el Sol repentinamente brillaba a medida que expulsaba algo de material, luego formaba polvo a su alrededor, antes de volver a ser lo que era”.
La muerte de una estrella como el Sol es un proceso bastante salvaje. Las observaciones de otras estrellas en la Vía Láctea en varias etapas de sus vidas nos han mostrado cómo se desarrolla.
Un planeta orbita alrededor de su estrella (izquierda), que se expande con el tiempo, lo que afecta la órbita del planeta y eventualmente crece hasta que la interacción produce cambios detectables en la luz ( Observatorio Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld )
A medida que la estrella se queda sin combustible de hidrógeno para quemar en su núcleo, el delicado equilibrio entre la presión de fusión hacia el exterior y la presión de la gravedad hacia el interior comienza a desmoronarse.
El núcleo comienza a contraerse, trayendo más hidrógeno de las capas exteriores 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 infla las capas externas de la estrella 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 todo lo que se encuentre en el camino de ese material exterior en expansión. Aquí en el Sistema Solar, se espera que este proceso tenga lugar en unos pocos miles de millones de años, y se predice que el Sol se expandirá hasta la órbita de Marte , tragando a Mercurio , Venus y la Tierra en el camino.
De y sus colegas no se propusieron buscar una estrella moribunda devorando sus planetas. Más bien, De estaba revisando los datos recopilados por Zwicky Transient Facility , que estudia el cielo en longitudes de onda ópticas e infrarrojas, en busca de estrellas binarias en órbitas tan cercanas que una de ellas sorbe material de la otra, un proceso que crea destellos de luz.
Lo que realmente encontraron fue algo completamente diferente.
“Una noche, noté una estrella que brilló por un factor de 100 en el transcurso de una semana, de la nada”, dice De . “Fue diferente a cualquier explosión estelar que haya visto en mi vida”.
Una mirada más cercana 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 el óxido de titanio y el óxido de vanadio, más consistentes con un ambiente frío, no con el hidrógeno caliente y el helio que esperarías de las estrellas intercambiando plasma.
Otras observaciones con el Observatorio infrarrojo Palomar lo confirmaron. Lo que sea que estaba pasando con el estallido, llamado ZTF SLRN-2020, no era una estrella binaria, lo que significaba que el estallido tenía que ser algo más.
Una mirada a la literatura científica mostró que la forma en que la luz floreció, murió y permaneció como material frío que brillaba en el infrarrojo era consistente con un tipo de explosión conocida como nova roja, el resultado de la colisión de una estrella binaria.
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 1000 veces más pequeño que cualquier otra estrella que hayamos visto”, dice De . “Y es una feliz coincidencia que la masa de Júpiter sea aproximadamente 1/1000 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 unas 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 la firma infrarroja a largo plazo 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 eventos “novas rojas subluminosas” y creen que ZTF SLRN-2020 puede ayudarnos a comprender el efecto que puede tener la inmersión planetaria en el brillo, la composición química y la velocidad de rotación de las estrellas en etapa tardía.
Estiman que las novas rojas subluminosas ocurren entre 0,1 y varias veces al año. Ahora que sabemos cómo pueden verse, podemos encontrar muchos más.
“Durante décadas, hemos podido ver el antes y el 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 nos faltaba era atrapar la estrella en el acto, donde tienes un planeta experimentando este destino en tiempo real. Eso es lo que hace que este descubrimiento sea realmente emocionante”.
La investigación ha sido publicada en Nature .
Fuente:Mundooculto.es
