Por primera vez, los astrónomos han descubierto pruebas de la existencia de un planeta gigante que orbita alrededor de una diminuta estrella enana blanca muerta. Y, sorprendentemente, el planeta del tamaño de Neptuno tiene más de cuatro veces el diámetro de la estrella del tamaño de la Tierra que orbita.

“Esta estrella tiene un planeta que no podemos ver directamente”, dijo el autor del estudio, Boris Gänsicke, de la Universidad de Warwick, en un comunicado de prensa. “Pero como la estrella es tan caliente, está evaporando el planeta, y detectamos la atmósfera que está perdiendo”. De hecho, la abrasadora estrella está enviando una corriente de material vaporizado fuera del planeta a un ritmo de unos 260 millones de toneladas al día.

El nuevo descubrimiento sirve como primera evidencia de un planeta gigantesco que sobrevive a la transición de una estrella a una enana blanca. Sugiere que la evaporación de planetas alrededor de estrellas muertas puede ser algo común en todo el universo. Y como nuestro sol, al igual que la mayoría de las estrellas, también acabará convirtiéndose en una enana blanca, el hallazgo podría incluso arrojar luz sobre el destino de nuestro sistema solar.

Una pareja inesperada

La enana blanca en cuestión, apodada WDJ0914+1914, se encuentra a unos 1.500 años luz de distancia en la constelación de Cáncer. Aunque la enana blanca ya no experimenta la fusión nuclear como una estrella normal, su calor persistente significa que todavía está a unos abrasadores 49.500 grados Fahrenheit (25.000 Celsius). Eso es unas cinco veces más caliente que el sol.

Los investigadores señalaron inicialmente el núcleo estelar humeante para su seguimiento después de examinar unas 7.000 enanas blancas identificadas por el Sloan Digital Sky Survey. Cuando el equipo analizó el espectro único de WDJ0914+1914, detectó las huellas químicas del hidrógeno, lo cual es algo inusual. Pero también detectaron señales de oxígeno y azufre, elementos que nunca antes habían visto en una enana blanca.

“Fue uno de esos descubrimientos casuales”, dijo Gänsicke en un comunicado de prensa del Observatorio Europeo Austral (ESO). “Sabíamos que tenía que haber algo excepcional en este sistema, y especulamos que podría estar relacionado con algún tipo de remanente planetario”.

Así que, para comprender mejor lo que estaba ocurriendo en el extraño sistema, el equipo utilizó el instrumento X-shooter del Very Large Telescope del ESO en Chile para realizar observaciones de seguimiento. Gracias a esta observación más detallada, los investigadores descubrieron que los elementos inusuales que creían incrustados en la enana blanca procedían en realidad de un disco de gas que se agitaba alrededor de la estrella muerta.

“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”, dijo Gänsicke. “Sin embargo, nuestras observaciones muestran que se trata de una sola enana blanca con un disco a su alrededor de aproximadamente 10 veces el tamaño de nuestro sol, hecho únicamente de hidrógeno, oxígeno y azufre. Nunca antes se había visto un sistema de este tipo, y de inmediato me quedó claro que se trataba de una estrella única”.

Después de darse cuenta de lo inusual que era la enana blanca, el equipo se centró en averiguar qué diablos podía crear un sistema de este tipo.

“Nos llevó unas cuantas semanas de arduas reflexiones averiguar que la única forma de crear un disco así es la evaporación de un planeta gigante”, dijo Matthias Schreiber, astrónomo de la Universidad de Valparaíso en Chile, que fue vital para determinar la evolución pasada y futura del extraño sistema. Su análisis detallado de la composición del disco coincidió con lo que los astrónomos esperarían si las entrañas de un gigante de hielo como Urano y Neptuno se vaporizaran en el espacio.

Basado en los cálculos de Schreiber, la temperatura extrema de la enana blanca significa que está bombardeando al planeta gigante cercano -que se encuentra a 0,07 unidades astronómicas (UA) de la estrella, donde 1 UA es la distancia Tierra-Sol- con fotones de alta energía. Esto hace que el planeta pierda su masa a un ritmo de más de 3.000 toneladas por segundo.

Pero según el artículo, publicado el miércoles en Nature, “a medida que la enana blanca continúe enfriándose, la tasa de pérdida de masa disminuirá gradualmente, y llegará a ser indetectable en Y para entonces, añade el artículo, el planeta gigante sólo habrá perdido “una fracción insignificante de su masa total”, o unas 0.04 masas de Neptuno.

Dado que el planeta gigante se encuentra tan cerca de la enana blanca, los investigadores dicen que debería haber sido destruido durante la fase de gigante roja de la estrella. Es decir, a menos que haya migrado hacia el interior después de que la estrella hiciera la transición a una enana blanca.

“Este descubrimiento supone un gran avance, ya que en las dos últimas décadas teníamos cada vez más pruebas de que los sistemas planetarios sobreviven hasta la fase de enana blanca”, dijo Gänsicke. “Hemos visto muchos asteroides, cometas y otros objetos planetarios pequeños que chocan con enanas blancas, y para explicar estos sucesos se necesitan cuerpos más grandes y de masa planetaria más lejana. Tener pruebas de un planeta real que se dispersó en sí mismo es un paso importante”.

El destino final de nuestro Sistema Solar

Dentro de 5.000 millones de años, cuando el sol queme el último hidrógeno de su núcleo, pasará a fusionar cáscaras concéntricas de hidrógeno alrededor de su núcleo ahora inerte. Este proceso inestable hará que el sol se convierta en una gigante roja, lo que significa que se tragará a Mercurio, Venus y, probablemente, a la Tierra.

Pero a medida que el sol se expande, su agarre gravitacional sobre su envoltura exterior de material se vuelve cada vez más tenue. Finalmente, se desprenderá de sus capas exteriores hacia el espacio. Y una vez que lo haga, un astrónomo extraterrestre vería una hermosa nebulosa planetaria rodeando el núcleo quemado e increíblemente caliente del sol, conocido como enana blanca.

En un artículo complementario publicado también el miércoles en Astrophysical Journal Letters, Schreiber y Gänsicke exploran este escenario, detallando cómo el futuro sol enano blanco debería, como WDJ0914+1914, evaporar los planetas gigantes de nuestro sistema solar.

“En cierto sentido”, dijo Schreiber, “WDJ0914+1914 nos está proporcionando un vistazo al futuro muy lejano de nuestro propio sistema solar”.