Un grupo de astrónomos ha observado que el trozo de un planeta ha sobrevivido a la muerte de su estrella, una enana blanca. El descubrimiento apunta a un destino común para muchos planetas. Un destino que también le aguarda al Sistema Solar…

Un trozo de un planeta… y poco más

El trozo de un planeta es todo lo que ha sobrevivido a la muerte de una estrella similar al Sol, según ha podido observar un grupo de astrónomos de la universidad de Warwick. Lo han encontrado en un disco de restos, formado por los restos de los planetas destruidos. Un disco que, dicho sea de paso, será consumido por la enana blanca con el paso del tiempo. Cabe recordar que una enana blanca es un resto estelar. Es la última etapa de la evolución de estrellas con masa similar al Sol o más pequeñas. En ellas no hay fusión de algún tipo.

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En este concepto artístico, un pequeño objeto rocoso es destruido mientras orbita alrededor de una enana blanca. Se desintegrará poco a poco, dejando tras de sí un rastro de material que terminará precipitándose sobre la estrella. Crédito: CfA/Mark A. Garlick

Es, simplemente, el viejo núcleo de la estrella expuesto al espacio. Su destino es enfriarse lentamente en una escala de tiempo superior a la edad del universo. El objeto descubierto por los astrónomos es un pequeño resto de hierro y níquel. Es decir, ese trozo de un planeta es, más concretamente, una pequeña parte de su núcleo. Es lo que quedó tras la muerte de la estrella. En gran medida, nos deja vislumbrar, también, cómo podría ser el futuro de nuestro propio Sistema Solar tras la muerte del Sol. Será una gran catástrofe.

Pero a nuestro astro le quedan todavía más de 5 000 millones de años de vida. La vieja estrella del estudio que nos ocupa es SDSS J122859.93+104032.9. La presencia del trozo de un planeta a su alrededor es, en realidad, muy sorprendente. Se encuentra en una órbita mucho más cercana, a su estrella, de lo que se creía posible. Completa una órbita a su alrededor en tan solo dos horas. Su descubrimiento ha sido posible gracias a la espectroscopia, que estudia la interacción entre la materia y la radiación electromagnética.

Un anillo de gas en el disco de restos

Es la primera vez que se usa esta técnica para descubrir un objeto sólido alrededor de una enana blanca. Algo posible al permitir descubrir el gas adicional generado por el propio objeto. El hallazgo ha sido posible gracias al Gran Telescopio Canarias, ubicado en el Observatorio Roque de los Muchachos, en Santa Cruz de Tenerife. El disco de material está a 410 años-luz de la Tierra. Está formado por elementos como el hierro, el magnesio, el silicio y el oxígeno. Todos ellos, los más abundantes en los objetos rocosos, incluyendo nuestro propio planeta.

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Recreación artística de una enana blanca con un disco de restos. Crédito: ESA/Hubble

Dentro de ese disco, los investigadores observaron un anillo de gas procedente de un objeto sólido. Como si fuese la cola de un cometa. Ese gas podría tener dos orígenes. Por un lado, estar generado por el propio objeto. Por otro, ser el producto de la evaporación de pequeñas partículas de polvo, en el interior del disco, a medida que chocan con el trozo de un planeta. Así, deducen que el objeto debería tener, como mínimo, un kilómetro de diámetro. Pero podría llegar a alcanzar unos pocos cientos de kilómetros. de tamaño.

Sería comparable, por tanto, con algunos asteroides, satélites y planetas enanos del Sistema Solar. Ya conocemos la evolución de las estrellas al final de su vida. Las más masivas se convierten en agujeros negros. Las más masivas que el Sol, pero no tanto como para ser agujeros negros, se convierten en estrellas de neutrones. Finalmente, las que tienen una masa similar al Sol, o menor, se convierten en enanas blancas. Esta, en particular, ha perdido mucha masa. Tanto que la órbita del objeto es mucho más pequeña de lo que se creía posible.

Dentro del radio de la vieja estrella

Su tamaño es tan pequeño que el objeto se encuentra dentro del radio original de la estrella. Por las observaciones, los investigadores creen que el objeto fue parte de algo mucho más grande y más alejado en su sistema estelar. Seguramente fue un planeta que terminó destrozado por la gravedad de su estrella cuando entró en la fase de enana blanca. La estrella original, antes de morir, debió tener aproximadamente el doble de la masa del Sol. Ahora tiene el 70% de la masa de nuestra estrella. Eso confinado en un tamaño similar al de la Tierra.

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Concepto artístico del Sol. Crédito: NASA

Es decir, es un objeto extremadamente denso. Todas las enanas blancas, en realidad, lo son. La gravedad típica de una enana blanca es 100 000 veces superior a la de la Tierra. Cualquier objeto suficientemente cerca será destrozado por su gravedad. Por eso el hallazgo es sorprendente. Está muy cerca de la enana blanca y ha sobrevivido. La única explicación es que, como dicen los investigadores, sea muy denso o que tenga una fuerza interna como para mantenerlo unido. Por lo que concluyen que está compuesto de hierro y níquel.

El objeto encaja con un fragmento de un planeta que debió tener, al menos, cientos de kilómetros de diámetro. Es el tamaño mínimo para que se produzca diferenciación. Es decir, para que los elementos más pesados se hundan hasta el núcleo del planeta. El hallazgo permite observar cómo son los planetas en otros lugares de la galaxia. Además, también nos muestra cómo podría ser el futuro de este pequeño rincón de la Vía Láctea. Estamos viendo, a fin de cuentas, el resultado de la evolución que el Sol seguirá en un futuro muy lejano…

Un trozo de un planeta en un sistema destruido

Cuando una estrella como la nuestra entra en fase de gigante roja, arrasa con el interior de su sistema planetario. En nuestro caso, cuando el Sol se expanda, alcanzará la órbita de la Tierra. Destruirá a Mercurio y Venus en el proceso. Nuestro planeta quizá se salve o quizá no. Marte sí que estará a salvo. Así como el resto de planetas. Sobrevivirán a la fase de gigante roja, desplazándose hacia el exterior. En unos 5 000 o 6 000 millones de años, el Sol será en una enana blanca, con la compañía de Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y asteroides y cometas.

El trozo de un planeta sobrevive a la muerte de su estrella
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Concepto artístico de restos planetarios alrededor de la enana blanca SDSS J122859.93+104032.9. Crédito: University of Warwick/Mark Garlick

Las interacciones gravitacionales, que sucedan en ese momento, probablemente provocarán que los objetos más pequeños se acerquen a la enana blanca. Su enorme gravedad los destrozará. El estudio de SDSS J122859.93+104032.9 permitirá entender cómo podrían ser los planetas que haya en órbitas aún más alejadas en nuestro propio vecindario. Como ese hipotético Planeta Nueve… Según los investigadores, esta es la segunda ocasión en la que se descubre un objeto sólido en una órbita pequeña alrededor de una enana blanca.

La diferencia es que ese primer hallazgo solo fue posible gracias a una combinación de factores. Su observación fue posible gracias a que los restos pasaron por delante de su estrella, desde la perspectiva de la tierra. Con la espectroscopia, sin embargo, será posible realizar más descubrimientos sin importar cuál sea la alineación de esa estrella respecto a la Tierra. Por tanto, cabe suponer que en el futuro se producirán muchos más descubrimientos de este tipo. Así podremos comprender mejor cómo podría ser nuestro propio futuro…

Estudio

El estudio es C. Manser, B. Gänsicke, S. Eggl et al; «A planetesimal orbiting within the debris disc around a white dwarf star». Publicado en la revista Science el 5 de abril de 2019. Puede ser consultado en este enlace.

Referencias: Phys