La muerte del Sol es un acontecimiento lejano, pero inevitable. Comprender qué sucede cuando nuestra estrella se queda sin combustible es una de las grandes cuestiones de la astronomía moderna; Su fin determina el destino del sistema solar y de la Tierra.
Ahora, un nuevo estudio de la Universidad de St Andrews (Reino Unido) publicado en Nature ofrece una de las pistas más claras hasta el momento. Gracias a las observaciones del Telescopio Espacial James Webb, un equipo internacional de astrónomos observó un planeta gigante orbitando una enana blanca y pudo reconstruir su historia. El resultado sugiere que la muerte de una estrella no significa necesariamente el fin de todos los planetas del sistema solar.
El futuro del sol
En unos 5 mil millones de años, el Sol consumirá el hidrógeno de su núcleo. A partir de ese momento, se convertirá en una gigante roja cuyo tamaño aumentará más de cien veces respecto a su tamaño actual.
La muerte de la Tierra, dentro de 5 mil millones de años, cuando el Sol se convierta en una gigante roja. Wikimedia Commons, CC BI
Seguramente Mercurio y Venus desaparecerán. La Tierra podría correr la misma suerte. Después de eso, las capas exteriores del Sol serán expulsadas al espacio, dejando sólo su núcleo: una enana blanca, un objeto del tamaño de nuestro planeta, pero enormemente masivo, con aproximadamente la mitad de la masa actual del Sol concentrada en un pequeño volumen.
Lo que revela el nuevo estudio es que los planetas más distantes, como Júpiter, Saturno, Urano o Neptuno, podrían sobrevivir a la catástrofe.
Un planeta alrededor de una estrella muerta
La clave del estudio es VD 1856 b, un exoplaneta gigante situado a unos 80 años luz de la Tierra. Es similar en tamaño a Júpiter, pero entre cuatro y once veces más masivo. Lo más sorprendente es que orbita la enana blanca cada 1,4 días a una distancia de sólo 0,02 AU (es decir, 0,02 veces la distancia entre el Sol y la Tierra, equivalente a unos 3 millones de kilómetros). Esa órbita parece imposible.
Cuando la estrella madre pasó por la fase de gigante roja, ocupó una región mucho más grande que la órbita actual del planeta. Si el VD 1856 b hubiera estado siempre allí, habría sido destruido.
Concepto artístico del planeta gigante gaseoso VD 1856 b orbitando una estrella enana blanca. El planeta es siete veces más grande que una enana blanca, cuyo tamaño es similar al de la Tierra. AGENCIA ESPACIAL EUROPEA
Durante años, los astrónomos debatieron dos posibilidades. La primera fue que el planeta sobrevivió dentro de la envoltura de una gigante roja. En segundo lugar, que inicialmente estaba mucho más lejos y migró hacia el interior tras la muerte de la estrella.
Precisión del telescopio espacial James Webb
Para resolver el misterio, los investigadores utilizaron el espectrógrafo NIRSpec del telescopio James Webb durante uno de los breves tránsitos astronómicos del planeta frente a la enana blanca. El fenómeno dura apenas ocho minutos, lo que da idea de la precisión necesaria para obtener los datos.
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Una atmósfera rica en carbono
Las observaciones revelaron algo inesperado: la atmósfera planetaria contiene hidrocarburos, probablemente metano, además de nieblas y nubes. El análisis indica una cantidad extremadamente alta de carbono. Esta es la primera vez que se caracteriza la atmósfera de un planeta que orbita alrededor de una estrella muerta.
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Esta riqueza química es particularmente interesante porque proporciona pistas sobre la historia del planeta. Es posible que parte de ese material se haya incorporado durante su formación, aunque también es posible que haya acumulado compuestos ricos en carbono a lo largo de miles de millones de años de evolución.
Pero el descubrimiento más importante fue otro. El planeta tiene una temperatura de unos 400 kelvin (unos 127 °C), que es mucho más alta que los 160 kelvin que tendría si sólo obtuviera energía de una tenue enana blanca.
Reconstrucción de miles de millones de años.
Los gigantes gaseosos se enfrían de manera predecible con el tiempo. Utilizando modelos de enfriamiento planetario, los investigadores reconstruyeron la historia térmica de VD 1856 b y calcularon cuándo debió haber ocurrido el evento que lo calentó.
La respuesta fue sorprendente: el calentamiento se produjo entre 3 y 5.500 millones de años después de que la estrella ya se hubiera convertido en una enana blanca.
Este resultado prácticamente descarta que el planeta sobreviviera dentro de la gigante roja. Si esto sucediera, el calentamiento coincidiría con la muerte de la estrella.
En cambio, la explicación más probable es que el planeta permaneció en una órbita distante y segura durante miles de millones de años. Sólo mucho más tarde el proceso de migración planetaria impulsado por interacciones gravitacionales cambió su trayectoria. Durante este proceso, las fuerzas de marea crearon enormes cantidades de calor en el interior del planeta.
Las fuerzas de marea de Júpiter en Europa estiran periódicamente su interior, generando suficiente calor para mantener un océano líquido permanente debajo de su superficie helada. Wikimedia Commons, CC BI "Continuar" Sistema Solar
El descubrimiento demuestra que la evolución de un sistema planetario no termina cuando muere su estrella. De hecho, puede durar miles de millones de años. Los gigantes gaseosos supervivientes pueden cambiar de órbita, sufrir encuentros gravitacionales e incluso migrar hacia el remanente estelar mucho después de que la estrella original haya desaparecido.
No sabemos si sucederá algo similar en nuestro sistema solar. Pero VD 1856 b muestra que Júpiter y otros gigantes gaseosos pueden tener una historia mucho más larga y compleja de lo que imaginábamos.
Por primera vez, los astrónomos observaron el posible futuro del sistema solar y lograron reconstruirlo. Y lo que descubrieron es que la muerte del Sol puede que no sea el final de la historia, sino el comienzo de un nuevo capítulo.
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