Espían el primer planeta ‘superviviente’ junto a una estrella enana blanca

Un equipo internacional de astrónomos que utiliza el Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA y el Telescopio Espacial Spitzer, ya retirado, ha informado sobre lo que podría ser el primer planeta intacto que se encuentra orbitando cerca de una enana blanca, el denso remanente de una estrella parecida al Sol, solo un 40% más grande que la Tierra.

El objeto del tamaño de Júpiter, llamado WD 1856 b, es unas siete veces más grande que la enana blanca, llamada WD 1856+534. Rodea esta ceniza estelar cada 34 horas, más de 60 veces más rápido que Mercurio orbitando nuestro Sol.

“WD 1856 b de alguna manera se acercó mucho a su enana blanca y se las arregló para mantenerse de una sola pieza”, dijo Andrew Vanderburg, un profesor asistente de astronomía de la Universidad de Wisconsin-Madison. “El proceso de creación de una enana blanca destruye los planetas cercanos, y cualquier cosa que más tarde se acerque demasiado es normalmente despedazada por la inmensa gravedad de la estrella. Aún tenemos muchas preguntas sobre cómo llegó la WD 1856 b a su ubicación actual sin encontrarse con uno de esos destinos”.

Un artículo sobre el sistema, dirigido por Vanderburg y que incluye a varios coautores de la NASA, apareció en la revista Nature. TESS monitoriza grandes franjas del cielo, llamadas sectores, durante casi un mes cada vez. Esta larga mirada permite al satélite encontrar exoplanetas, o mundos más allá de nuestro sistema solar, captando los cambios en el brillo estelar causados cuando un planeta cruza delante de, o transita por, su estrella.

El satélite vio a WD 1856 a unos 80 años luz de distancia en la constelación norteña de Draco. Orbita una fría y tranquila enana blanca de unos 18.000 kilómetros de diámetro, que puede tener hasta 10.000 millones de años de antigüedad, y es un miembro distante de un sistema estelar triple.

Cuando una estrella parecida al Sol se queda sin combustible, se hincha hasta cientos o miles de veces su tamaño original, formando una estrella gigante roja más fría. Al final, expulsa sus capas externas de gas, perdiendo hasta un 80% de su masa. El núcleo caliente restante se convierte en una enana blanca. Cualquier objeto cercano es típicamente engullido e incinerado durante este proceso, que en este sistema habría incluido a WD 1856 b en su órbita actual. Vanderburg y sus colegas estiman que el posible planeta debe haberse originado al menos 50 veces más lejos de su ubicación actual.

“Sabemos desde hace mucho tiempo que después de que nazcan las enanas blancas, los pequeños objetos distantes como asteroides y cometas pueden dispersarse hacia el interior de estas estrellas. Generalmente son triturados por la fuerte gravedad de la enana blanca y se convierten en un disco de desechos”, dijo el coautor Siyi Xu, un astrónomo asistente en el Observatorio Internacional Géminis en Hilo, Hawái, que es un programa del NOIRLab de la Fundación Nacional de Ciencias. “Por eso me emocioné tanto cuando Andrew me habló de este sistema. Hemos visto indicios de que los planetas también podrían dispersarse hacia adentro, pero parece ser la primera vez que vemos un planeta que hizo todo el viaje intacto”.

El equipo sugiere varios escenarios que podrían haber empujado al WD 1856 b a una trayectoria elíptica alrededor de la enana blanca. Esta trayectoria se habría vuelto más circular con el tiempo a medida que la gravedad de la estrella estiraba el objeto, creando enormes mareas que disipaban su energía orbital.

“El caso más probable involucra a varios otros cuerpos del tamaño de Júpiter cercanos a la órbita original de WD 1856 b”, dijo la co-autora Juliette Becker, becaria en ciencia planetaria en el Caltech (Instituto Tecnológico de California) en Pasadena. “La influencia gravitatoria de objetos tan grandes podría fácilmente permitir la inestabilidad que se necesitaría para empujar un planeta hacia adentro. Pero en este punto, todavía tenemos más teorías que datos”.

Otros posibles escenarios incluyen un gradual tirón gravitacional de las otras dos estrellas del sistema, las enanas rojas G229-20 A y B, a lo largo de miles de millones de años y un sobrevuelo de una estrella errante que perturbase el sistema. El equipo de Vanderburg piensa que estas y otras explicaciones son menos probables porque requieren condiciones muy bien ajustadas para lograr los mismos efectos que los potenciales planetas gigantes compañeros.

Los objetos del tamaño de Júpiter pueden ocupar un enorme rango de masas, desde planetas solo unas pocas veces más masivos que la Tierra hasta estrellas de baja masa con una masa miles de veces mayor que la de la Tierra. Otras son enanas marrones, que se extienden a ambos lados de la línea entre el planeta y la estrella. Normalmente los científicos recurren a observaciones de velocidad radial para medir la masa de un objeto, lo que puede dar pistas sobre su composición y naturaleza. Este método funciona estudiando cómo un objeto en órbita tira de su estrella y altera el color de su luz. Pero en este caso, la enana blanca es tan vieja que su luz se ha vuelto demasiado débil y sin rasgos para que los científicos detecten cambios notables.

En cambio, el equipo observó el sistema en el infrarrojo usando el Spitzer, solo unos meses antes de que el telescopio fuera retirado. Si WD 1856 b fuera una enana marrón o una estrella de baja masa, emitiría su propio brillo infrarrojo. Esto significa que Spitzer registraría un tránsito más brillante que si el objeto fuera un planeta, que bloquearía en lugar de emitir luz. Cuando los investigadores compararon los datos de Spitzer con las observaciones de tránsito de luz visible tomadas con el Gran Telescopio Canarias en las Islas Canarias de España, no vieron ninguna diferencia discernible. Eso, combinado con la edad de la estrella y otra información sobre el sistema, les llevó a concluir que WD 1856 b es muy probablemente un planeta de no más de 14 veces el tamaño de Júpiter. Futuras investigaciones y observaciones podrían confirmar esta conclusión. (Fuente: NCYT Amazings)