Un planeta está siendo desgarrado por su propia estrella

MORELIA, Mich., 5 de diciembre de 2021.- Un equipo internacional de astrónomas y astrónomos estudió la luz en rayos X que proviene de una estrella enana blanca, encontrando que tiene un objeto compañero sumamente cercano, probablemente un planeta, que está siendo desgarrado por la interacción con su estrella. Así lo indica un comunicado.

“Este objeto compañero está sólo a unos 900,000 km de distancia de la enana blanca, unas 65 vecesmás cerca que la distancia media de Mercurio del Sol”, dijo el Dr. Jesús Toalá del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM, Campus Morelia, quien co-lideró este estudio. “Este objeto está siendo intensamente irradiado con calor”, agregó.

Una estrella similar al Sol convierte hidrógeno en helio en su centro, produciendo luz y manteniéndola estable. Después comienza a convertir helio en elementos más pesados como el carbón, que se acumulan en su núcleo. Cuando se ha acumulado suficiente carbón, sus capas exteriores se expanden y enfrían hasta que se pierden en el medio interestelar, dejando descubierto el núcleo de carbón.

Este núcleo ahora expuesto es lo que se conoce como una enana blanca, que emite luz en rayos X porque su temperatura superficial es inicialmente muy alta. Sin embargo, el equipo de investigación en este estudio observó tres enanas blancas con emisión de rayos X de alta energía, que no puede explicarse solamente con la temperatura de la estrella.

El equipo observó una de ellas, llamada KPD 0005+5106, por unas 13 horas, encontrando que la emisión de rayos X de alta energía aumentaba y disminuía de brillo cíclicamente cada 4.7 h, un signo de que esta estrella tiene un objeto compañero. Esto sucede porque la enana blanca le “roba” material a su compañero, desgarrándolo lentamente. Este material cae hacia la estrella, produciendo un punto caliente en su superficie que emite los rayos X de alta energía. Cada vez que el compañero da una vuelta alrededor de la estrella, vemos que aumenta el brillo de rayos X de alta energía.

“No sabíamos que esta enana blanca tuviera un compañero antes de observarla en rayos X”, dijo You-Hua Chu, profesora del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica (ASIAA) en Taiwan, quien lideró el estudio. “Habíamos buscado un compañero observando en luz visible pero no habíamos visto nada, por lo que el compañero debe ser una estrella pequeña y poco luminosa, una enana marrón (una ‘estrella fallida’) o un planeta gigante”.

Las y los investigadores estudiaron cuál de estos tres tipos objetos podría ser el compañero, y encontraron que los tres tienen la posibilidad de donar su material a su estrella si están suficientemente cerca de ella. El candidato más probable resultó ser el planeta gigante.

La enorme radiación y gravedad a la que está sometido el probable planeta y el material que se lleva su estrella terminarán por desgarrarlo completamente, en un lento proceso de muerte que durará algunos cientos de millones de años.

A las otras dos enanas blancas que el equipo estudió tampoco se les conocen compañeros, pero emiten en rayos X de alta energía como KPD 0005+5106, lo que podría significar que también tienen compañeros pequeños y posiblemente muy cercanos.

Un estudio reciente liderado por Joshua Blackman de la Universidad de Tasmania en Australia y publicado en la revista Nature encontró un planeta tipo Júpiter alrededor de una enana blanca observando con luz infrarroja, mostrando que un planeta puede sobrevivir al proceso de evolución estelar que produce las enanas blancas. Sin embargo, la distancia entre este planeta y su estrella es casi 500 veces mayor que la que separa a KPD 0005+5106 de su compañero.

“Necesitamos más modelos teóricos de la evolución de las estrellas con objetos compañeros para entender cómo este planeta, o quizás estrella de muy baja masa, terminó tan cerca de su enana blanca”, concluyó el Dr. Jesús Toalá.

Trayectoria del Dr. Jesús Toalá

El Dr. Jesús Toalá estudió la licenciatura en física en la Universidad Autónoma de Sinaloa y el doctorado en astrofísica en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y la Universidad de Granada, España. Realizó estancias posdoctorales en el IAA-CSIC y en el Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica (ASIAA) en Taiwán. Es investigador de la UNAM desde junio de 2017.

Estudia el medio circunestelar alrededor de estrellas de baja y alta masa mediante observaciones en longitudes de onda en infrarrojo, óptico y rayos X. También estudia los rayos X provenientes de super burbujas en la Nube Mayor de Magallanes.

En 2020 el Dr. Toalá recibió la Cátedra Marcos Moshinsky del Instituto de Física de la UNAM. Organiza las reuniones del grupo de Estrellas Evolucionadas en el IRyA, y además es miembro del consejo editorial del Boletín de la UNAM, Campus Morelia.