La investigación permite conocer la composición ínterior de los planetas cuando estaban recién formados.
Por primera vez, un equipo de investigadores observó a una estrella remanente muerta consumiendo escombros de material rocoso-metálico y helado, que son los ingredientes de los que estaban compuestos los planetas de su sistema. Este podría ser el primer caso de «canibalismo cósmico» detectado gracias a los datos de archivo del telescopio Hubble y otros observatorios de la NASA.
Este descubrimiento permite a los científicos describir la violenta naturaleza de los sistemas planetarios evolucionados. Además ofrece información a sobre la composición de los sistemas cuando estaban recién formados.
Esta investigación fue realizada durante más de dos años en la Universidad de California, en Los Ángeles; la Universidad de California, en San Diego; y la Universidad de Kiel, en Alemania. Los hallazgos se obtuvieron luego de analizar el material capturado por la atmósfera de la estrella remanente muerta G238-44.
También conocida como enana blanca, un remanente estelar es lo que queda de una estrella tras despojarse de sus capas exteriores cuando deja de quemar combustible mediante la fusión nuclear.
“Nunca hemos visto estos dos tipos de objetos acumularse en una enana blanca al mismo tiempo”, dijo Ted Johnson, el investigador principal y recién graduado de la Universidad de California, en Los Ángeles (UCLA). “Al estudiar estas enanas blancas, esperamos obtener más conocimientos de los sistemas planetarios que aún están intactos”, añade.
Depósitos de hielo en otros sistemas planetarios
Los resultados de este estudio también son intrigantes para los investigadores ya que a los pequeños objetos de hielo se les atribuye el hecho de chocar contra los planetas secos y rocosos de nuestro sistema solar e “irrigarlos”.
Se cree que hace miles de millones de años los cometas y asteroides trajeron agua a la Tierra, provocando las condiciones necesarias para la vida tal como la conocemos. “La composición de los cuerpos detectados precipitándose sobre la enana blanca implica que los depósitos de hielo podrían ser comunes entre los sistemas planetarios”, dijo Johnson.
“La vida tal como la conocemos requiere un planeta rocoso cubierto con una variedad de elementos como carbono, nitrógeno y oxígeno”, dijo Benjamin Zuckerman, profesor de UCLA. “La abundancia de los elementos que vemos en esta enana blanca parece requerir un cuerpo padre tanto rocoso como rico en volátiles, el primer ejemplo que hemos encontrado entre los cientos de estudios de enanas blancas”.
La gran destrucción
Las teorías de la evolución de los sistemas planetarios describen la transición entre las fases de una estrella gigante roja a una enana blanca como un proceso caótico. Este comienza cuando una estrella pierde rápidamente sus capas exteriores y las órbitas de sus planetas cambian drásticamente. Los objetos pequeños, como los asteroides y los planetas enanos, pueden acercarse demasiado a los planetas gigantes y caer en picado hacia la estrella.
Esta investigación permite confirmar la verdadera escala de esta violenta fase caótica. Revela que dentro de los 100 millones de años después del comienzo de su fase de enana blanca, la estrella es capaz de capturar y consumir simultáneamente material de su cinturón de asteroides y regiones similares al cinturón de Kuiper.
La masa total finalmente devorada por la enana blanca en este estudio puede no ser más que la masa de un asteroide o una luna pequeña, según estimaciones. Si bien la presencia de al menos dos objetos que consume la enana blanca no se mide directamente, es probable que uno sea rico en metales como un asteroide y otro sea un cuerpo helado similar al que se encuentra en la periferia de nuestro sistema solar en el cinturón de Kuiper.
La composición interior de los planetas
A pesar de que los astrónomos han identificado más de 5.000 exoplanetas, el único planeta del que tenemos algún conocimiento de su composición interior es la Tierra. El estudio del canibalismo de las estrellas remanentes muertas significa una oportunidad excepcional para ver de qué estaban hechos los planetas cuando se formaron inicialmente alrededor de una estrella.
El equipo de investigadores también midió la cantidad de nitrógeno, oxígeno, magnesio, silicio y hierro, entre otros elementos. La detección de hierro en abundancia es una prueba que respalda la existencia de núcleos metálicos en planetas terrestres, como la Tierra, Venus, Marte y Mercurio. La inesperada gran abundancia de nitrógeno los llevó a concluir la presencia de cuerpos helados.
“Lo que mejor se ajustaba a nuestros datos era una mezcla de casi dos a uno de material similar a Mercurio y material similar a un cometa, que está formado por hielo y polvo”, señaló Ted Johnson. “El hierro metálico y el hielo de nitrógeno sugieren cada uno condiciones muy diferentes de formación planetaria. No se conoce ningún objeto del sistema solar con tanta cantidad de ambos”.
¿Cómo muere un sistema planetario?
Cuando una estrella como el Sol se expande hasta convertirse en una gigante roja hinchada al final de su vida, pierde masa inflando sus capas exteriores. Una de las consecuencias de esto puede ser la dispersión gravitacional de objetos pequeños como asteroides, cometas y lunas de los planetas grandes restantes. Al igual que pinballs en un juego de arcade, los objetos supervivientes pueden alcanzar órbitas muy excéntricas.
“Después de la fase de gigante roja, la estrella enana blanca que queda es compacta, no más grande que la Tierra. Los planetas descarriados terminan acercándose mucho a la estrella y experimentan poderosas fuerzas de marea que los disgregan, creando un disco gaseoso y polvoriento que acaba cayendo sobre la superficie de la enana blanca”, explicó Johnson.
Los investigadores están tratando de averiguar cómo será el escenario final en la evolución del Sol, dentro de 5 mil millones de años. La Tierra podría evaporarse por completo junto con los planetas interiores. Pero las órbitas de muchos de los asteroides serán perturbadas gravitacionalmente por Júpiter y caerán sobre la enana blanca en la que se convertirá el Sol remanente.
