Los astrónomos han descubierto un gran planeta del tamaño de Neptuno que orbita una estrella enana blanca. El planeta es cuatro veces más grande que la estrella, y la enana blanca parece estar destruyendo lentamente el planeta: el calor de la enana blanca está evaporando material de la atmósfera del planeta, formando una cola similar a un cometa.
Una enana blanca es el estado final para estrellas como nuestro Sol. Cuando una estrella similar al Sol se queda sin combustible, se expande en un gigante rojo. Durante esa fase, gran parte de la masa de la estrella se vierte al espacio. Después de eso, lo que queda es una enana blanca compacta, relativamente fría.
Una enana blanca es principalmente una fuerza gastada en términos estelares. Está en su estado final, no está produciendo cerca de la misma energía que solía hacerlo. Pero todavía es lo suficientemente radiante como para despojar la atmósfera del planeta. Y eso es lo que está sucediendo con la estrella en este estudio, llamado WDJ0914 + 1914.
La enana blanca en este estudio se encontraba entre los 10,000 encuestados por el Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Trabajando con los datos de Sloan, los astrónomos de Warwick analizaron la luz proveniente de la enana blanca. Las variaciones sutiles pero detectables en la luz provienen del sistema que permitió a los astrónomos identificar los elementos presentes.
Detectaron pequeños picos de hidrógeno, oxígeno y azufre. El hidrógeno era inusual, ya que las enanas blancas están compuestas principalmente de oxígeno y carbono, y el oxígeno y el azufre nunca antes se habían visto en una situación como esta. Miraron más de cerca con el Very Large Telescope (VLT) y descubrieron que la forma de los tres elementos indicaba la presencia de un anillo de gas alrededor de WDJ0914 + 1914.
"Tal sistema nunca se había visto antes, y me quedó claro de inmediato que se trataba de una estrella única".
Dr. Boris Gaensicke, Universidad de Warwick.
Al principio, los investigadores pensaron que estaban viendo una estrella binaria.
El Dr. Boris Gaensicke de la Universidad de Warwick es el autor principal de uno de los estudios. En un comunicado de prensa, dijo: “Al principio, pensamos que se trataba de una estrella binaria con un disco de acreción formado por la masa que fluye entre las dos estrellas. Sin embargo, nuestras observaciones muestran que es una enana blanca única con un disco alrededor de aproximadamente diez veces el tamaño de nuestro sol, hecha únicamente de hidrógeno, oxígeno y azufre. Tal sistema nunca se había visto antes, y me quedó claro de inmediato que se trataba de una estrella única ”.
Después de un análisis más detallado, los astrónomos descubrieron que la enana blanca acumulaba oxígeno y azufre del disco. Pudieron analizar la composición del disco en sí y descubrieron que coincide con las capas más profundas de los planetas de nuestro Sistema Solar, como Neptuno y Urano, ambos gigantes de hielo.
Aunque la fusión cesó hace mucho tiempo, la enana blanca todavía tiene unos 28,000 grados Celsius. Está generando suficiente energía para bombardear el planeta invisible y evaporar su material. Los cálculos del equipo muestran que se extraen aproximadamente 3000 toneladas de material en el disco cada segundo.
El Dr. Gaensicke dijo: "Esta estrella tiene un planeta que no podemos ver directamente, pero debido a que la estrella está tan caliente está evaporando el planeta y detectamos la atmósfera que está perdiendo".
"Este descubrimiento es un gran avance porque en las últimas dos décadas tuvimos evidencia creciente de que los sistemas planetarios sobreviven en la etapa de enana blanca".
DR. BORIS GAENSICKE, UNIVERSIDAD DE WARWICK.
No todas las enanas blancas son tan calientes como esta. Eso significa que la detección de cualquier planeta que orbita con este mismo método probablemente no sea posible. Pero debe haber más de ellos. De hecho, puede haber hasta 10 mil millones de enanas blancas en la Vía Láctea. Qué porcentaje de ellos es lo suficientemente caliente como para tener planetas interactuando con ellos como este es una pregunta abierta.
"Podría haber muchas enanas blancas más frías que tienen planetas pero carecen de los fotones de alta energía necesarios para impulsar la evaporación, por lo que no podríamos encontrarlos con el mismo método", dijo el Dr. Gaensicke. "Sin embargo, algunos de esos planetas podrían detectarse utilizando el método de tránsito una vez que el Telescopio de prospección sinóptica grande salga al cielo". (Ese telescopio podría ser renombrado como el Telescopio de Encuesta Vera Rubin).
Hay un creciente cuerpo de evidencia que muestra que los planetas pueden sobrevivir en la fase de enana blanca de su estrella. Este descubrimiento agrega peso a esa evidencia.
"Este descubrimiento es un gran avance porque en las últimas dos décadas tuvimos una creciente evidencia de que los sistemas planetarios sobreviven en la etapa de enana blanca", dijo el Dr. "Hemos visto muchos asteroides, cometas y otros pequeños objetos planetarios que golpean enanas blancas, y explicar estos eventos requiere cuerpos más grandes, de masa planetaria más allá. Tener evidencia de un planeta real en el que se dispersó es un paso importante ".
Según el Dr. Matthias R. Schreiber, autor principal del segundo artículo, el sistema WDJ0914 + 1914 es un vistazo al futuro. "En cierto sentido, WDJ0914 + 1914 nos proporciona una visión del futuro muy lejano de nuestro propio sistema solar".
Finalmente, nuestro Sol compartirá el mismo destino que esta enana blanca. Se convertirá en un gigante rojo, expandiéndose y envolviendo a Mercurio, Venus y la Tierra. (Tal vez incluso Marte.) Después de eso, dentro de unos 6 mil millones de años, será una enana blanca. Si los gigantes gaseosos y los gigantes de hielo en nuestro Sistema Solar migran lo suficientemente cerca de la estrella, su material podría ser eliminado en un disco al igual que WDJ0914 + 1914 le está haciendo a su gigante de hielo.
En un artículo complementario, los astrónomos señalan lo que sucederá. Nuestro futuro Sol emitirá suficientes fotones de alta energía para quitar material de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Parte de ese gas llegará al disco y luego al Sol mismo. Los futuros astrónomos, si los hay, podrán verlo de la misma manera que nosotros.
El equipo también puede haber encontrado inadvertidamente una forma de estudiar las atmósferas de los exoplanetas.
En el comunicado de prensa, el Dr. Schreiber comentó: “Nos quedamos atónitos cuando nos dimos cuenta de que al observar enanas blancas calientes, potencialmente estamos viendo firmas de atmósferas planetarias extrasolares. Si bien esta hipótesis necesita más confirmación, de hecho podría abrir las puertas hacia la comprensión de atmósferas planetarias extrasolares ".
Esta es la segunda vez que los astrónomos encuentran un planeta en un lugar inesperado. En noviembre, los astrónomos que usaron datos de TESS encontraron un planeta en órbita alrededor de un gigante rojo. En ambos casos, cualquier planeta en estas posiciones debería haber sido destruido cuando sus estrellas se expandieron en gigantes rojas.
Pero ahora que se han descubierto dos, es probable que haya más, muchos más. En el segundo artículo, los autores infieren una tasa de 1 en 10,000 enanas blancas que separan las atmósferas de los planetas. Si hay 10 mil millones de enanas blancas en la Vía Láctea, habría 1 millón de ellas con planetas que se detectarían en frío espectroscópicamente. Y eso seguramente cambiará nuestra comprensión de cómo evolucionan los sistemas solares.
Los astrónomos de la Universidad de Warwick en el Reino Unido y la Universidad de Valparaíso en los Estados Unidos hicieron el descubrimiento. Su investigación fue publicada en dos artículos. Un artículo se titula "Acreción de un planeta gigante en una estrella enana blanca" y se publicó en Nature. El segundo artículo se titula "Planetas gigantes fríos evaporados por enanas blancas calientes" y fue publicado en Astrophysical Journal Letters.
Más:
- Comunicado de prensa: se revela un planeta gigante oculto alrededor de una pequeña estrella enana blanca
- Documento de investigación: Planetas gigantes fríos evaporados por enanas blancas calientes
- Documento de investigación: Acreción de un planeta gigante en una estrella enana blanca
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