¿Así será el último día de la Tierra? Capturan el momento en que una estrella devora a un planeta

Los astrónomos han logrado observar, por primera vez, una estrella expandirse durante su muerte, hasta llegar a devorar a uno de los planetas que la orbitaban. De la misma forma que, algún día, el Sol consumirá a la Tierra, en unos 5 millones de años aproximadamente.

Los investigadores detectaron el evento a unos 12 mil años luz de distancia, dentro de nuestra misma galaxia, la Vía Láctea, cerca de la constelación de Aquila, mientras buscaban indicios luminosos de fusiones estelares.

El cataclismo relativamente menor, que se encendió solo 1/1000 del brillo de una fusión de estrellas binarias, podría abrir un campo de estudio completamente nuevo, dicen los investigadores.

La muerte de una estrella arrasada con sus planetas

Cuando una estrella (similar a nuestro Sol), se queda sin combustible disponible pasa de ser una enana amarilla a una gigante roja, lo suficientemente grande como para engullir a cualquier planeta en órbita cercana. El crecimiento de una estrella ocurre cuando agota el combustible de hidrógeno en su núcleo, y las reacciones de fusión que hacen que la estrella brille se esparcen hacia afuera en busca de más combustible, hinchando las capas exteriores de la estrella.

Las estrellas se expanden a medida que evolucionan y, por lo tanto, esperamos que sus compañeros planetarios cercanos sean engullidos, lo que posiblemente provoque eyecciones de masa luminosa de la estrella anfitriona.

Nuestro Sol, una enana amarilla de tamaño mediano de unos 4 mil millones de años aproximadamente, eventualmente, envolverá a la Tierra y a los otros planetas rocosos interiores del Sistema Solar, aunque se demore tal vez unos 5 mil millones de años.

El momento exacto de la desaparición del planeta

Los científicos nunca habían logrado captar el preciso instante en que un planeta es devorado por una gigante roja, los únicos registros que se tenían del momento anterior o posterior al de un cuerpo brillante arrasando a un planeta por completo. Tal evento colosal nunca se había visto, hasta ahora. Sin embargo, para los científicos no resultó tan simple lograr confirmar que efectivamente eso que habían visto era la desaparición de un planeta.

En mayo de 2020, Kishalay De, astrónomo del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), junto a sus colegas estaban estudiando datos de un telescopio de sondeo óptico, en el Observatorio Palomar en California. El Zwicky Transient Facility (ZTF) es un tipo de escáner del cielo que busca estrellas que cambian rápidamente de brillo por supernovas, estallidos de rayos gamma, y otros fenómenos estelares.

Los científicos estaban atentos estudiando el brillo característico de una fusión de dos estrellas, conocida como nova roja; pero, los investigadores encontraron algo mucho más misterioso.

Una estrella, más tarde denominada ZTF SLRN-2020, aumentó su brillo unas 100 veces en el transcurso de solo 10 días, y luego se desvaneció lentamente. “Fue diferente a cualquier explosión estelar que haya visto en mi vida”, afirmó De, investigador postdoctoral en el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT.

Sin estar seguro de qué habían visto, el equipo obtuvo el espectro de la estrella, un desglose de su brillo en diferentes longitudes de onda con uno de los telescopios gigantes del Observatorio WM Keck, en Hawái, que toma medidas espectroscópicas de la luz de las estrellas, para que los científicos puedan discernir la composición química de ellas.

La fusión de dos estrellas normalmente produce una gran cantidad de hidrógeno y helio supercalientes, lo que deja líneas de emisión brillantes en el espectro, pero no estaban viendo eso. En cambio, los investigadores vieron emisiones de gases moleculares mucho más fríos, no el tipo de cosas que esperarían de la fusión de estrellas.

Un año más tarde, ZTF SLRN-2020 siguió siendo un rompecabezas, hasta que el equipo de investigadores analizó su espectro en longitudes de onda infrarrojas con el telescopio Hale de Palomar, y descubrió que todavía era asombrosamente brillante. Mirando hacia atrás en los archivos, vio que comenzó a brillar en el infrarrojo unos 7 meses antes del sorprendente destello óptico que habían descubierto originalmente.

Lentamente, una imagen comenzó a surgir, y a medida que la estrella se hinchaba un objeto compañero comenzó a entrar en contacto contra sus capas exteriores, calentándolas y haciendo que brillaran en el rango del infrarrojo. La fricción también habría degradado la órbita del planeta compañero hasta que se desplomó en la estrella.

Detalles del gran hallazgo

Al parecer, luego del hallazgo del sofoco inicial, la estrella arrojó más energía fría durante el año siguiente. Los astrónomos analizaron a fondo los datos y los combinaron con las mediciones tomadas por el telescopio espacial infrarrojo de la NASA, NEOWISE. Lograron ver dentro de la banda infrarroja señales de material más frío, en contraste con las emisiones ópticas al rojo vivo que surgen de las estrellas binarias y otros eventos estelares extremos.

“Los datos infrarrojos mostraron que la fuente era increíblemente brillante en el infrarrojo cercano”, dijo De. Aunque la evolución y los espectros del evento se parecían a una fusión de estrellas binarias, su oscuridad apuntaba a una fusión de estrellas y planetas.

La estrella se fusionó con algo de 1/1000 de la masa de una estrella, informan los investigadores en la publicación de la revista Nature. Para darnos una idea, sería un planeta aproximadamente del tamaño de Júpiter.

O sea que gracias a los datos recopilados, estimaron la cantidad total de energía liberada por la estrella desde su estado inicial, y descubrieron que era sorprendentemente pequeña, aproximadamente 1/1000 de la magnitud de cualquier fusión estelar observada en el pasado.

“Eso significa que lo que sea que se fusionó con la estrella tiene que ser 1000 veces más pequeño que cualquier otra estrella que hayamos visto”, confirma 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 que aquello que vimos desaparecer chocando contra su estrella era efectivamente un planeta”. El autor principal del trabajo de investigación concluye diciendo que: "Estamos viendo el futuro de la Tierra".

“Si alguna otra civilización nos estuviera observando desde 10 mil años luz de distancia, mientras el Sol engullía la Tierra, verían que nuestra estrella brillaba repentinamente a medida que expulsaba algo de material, luego formaba polvo a su alrededor, antes de volver a ser lo que era“, asegura.