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Lecciones para el fin de nuestro sistema solar

by notiulti
Los científicos han descubierto un planeta parecido a Júpiter que sobrevive a la muerte de su estrella. Crédito: Dominio publico.

Por primera vez, los astrónomos tienen evidencia astrofísica de que Júpiter y otros planetas del sistema solar sobrevivirá a la muerte del sol.

Por Dimitri Veras

¿Cómo morirá el Sistema Solar? Es una pregunta muy importante sobre la que los investigadores han especulado mucho, utilizando nuestro conocimiento de la física para crear modelos teóricos complejos. Sabemos que el Sol eventualmente se convertirá en una “enana blanca”, un remanente estelar quemado cuya tenue luz se desvanece gradualmente en la oscuridad. Esta transformación implicará un proceso violento que destruirá un número desconocido de sus planetas.

Entonces, ¿qué planetas sobrevivirán a la muerte del Sol? Una forma de buscar la respuesta es observar el destino de otros sistemas planetarios similares. Sin embargo, esto ha resultado difícil. La débil radiación de las enanas blancas dificulta la detección de exoplanetas (planetas alrededor de estrellas distintas de nuestro Sol) que han sobrevivido a esta transformación estelar: están literalmente en la oscuridad.

De hecho, de los más de 4.500 exoplanetas que se conocen actualmente, solo se han encontrado unos pocos alrededor de enanas blancas, y la ubicación de estos planetas sugiere que llegaron allí después de la muerte de la estrella.

Esta falta de datos pinta una imagen incompleta de nuestro propio destino planetario. Afortunadamente, ahora estamos llenando los vacíos. En nuestro nuevo artículo, publicado en Naturaleza, informamos del descubrimiento del primer exoplaneta conocido que sobrevive a la muerte de su estrella sin que su órbita se vea alterada por otros planetas en movimiento, dando vueltas a una distancia comparable a la que hay entre el Sol y los planetas del Sistema Solar.

Un planeta parecido a Júpiter

Este nuevo exoplaneta, que descubrimos con el Observatorio Keck en Hawai, es particularmente similar a Júpiter tanto en masa como en separación orbital, y nos proporciona una instantánea crucial de los supervivientes planetarios alrededor de estrellas moribundas. La transformación de una estrella en una enana blanca implica una fase violenta en la que se convierte en una “gigante roja” hinchada, también conocida como estrella de “rama gigante”, cientos de veces más grande que antes. Creemos que este exoplaneta solo sobrevivió: si inicialmente estuviera más cerca de su estrella madre, habría sido engullido por la expansión de la estrella.

Cuando el Sol finalmente se convierta en un gigante rojo, su radio llegará a la órbita actual de la Tierra. Eso significa que el Sol (probablemente) engullirá a Mercurio y Venus, y posiblemente a la Tierra, pero no estamos seguros.

Se esperaba que Júpiter y sus lunas sobrevivieran, aunque anteriormente no lo sabíamos con certeza. Pero con nuestro descubrimiento de este nuevo exoplaneta, ahora podemos estar más seguros de que Júpiter realmente lo logrará. Además, el margen de error en la posición de este exoplaneta podría significar que está casi la mitad de cerca de la enana blanca de lo que Júpiter está actualmente del Sol. Si es así, esa es una evidencia adicional para suponer que Júpiter y Marte lo lograrán.

Entonces, ¿podría alguna vida sobrevivir a esta transformación? Una enana blanca podría impulsar la vida en lunas o planetas que terminan estando muy cerca de ella (aproximadamente una décima parte de la distancia entre el Sol y Mercurio) durante los primeros miles de millones de años. Después de eso, no habría suficiente radiación para sostener nada.

Asteroides y enanas blancas

Aunque los planetas que orbitan alrededor de las enanas blancas han sido difíciles de encontrar, lo que ha sido mucho más fácil de detectar son los asteroides que se rompen cerca de la superficie de la enana blanca. Para que los exoasteroides se acerquen tanto a una enana blanca, necesitan que los exoplanetas supervivientes les den suficiente impulso. Por lo tanto, se ha asumido durante mucho tiempo que los exoasteroides son evidencia de que exoplanetas también están ahí.

Nuestro descubrimiento finalmente proporciona una confirmación de esto. Aunque en el sistema que se analiza en el documento, la tecnología actual no nos permite ver ningún exoasteroide, al menos ahora podemos armar diferentes partes del rompecabezas del destino planetario fusionando la evidencia de diferentes sistemas de enanas blancas.

El vínculo entre exoasteroides y exoplanetas también se aplica a nuestro propio Sistema Solar. Es probable que los objetos individuales en el cinturón principal de asteroides y el cinturón de Kuiper (un disco en el Sistema Solar exterior) sobrevivan a la desaparición del Sol, pero algunos serán movidos por la gravedad por uno de los planetas supervivientes hacia la superficie de la enana blanca.

Perspectivas de descubrimiento futuro

El nuevo exoplaneta enano blanco se encontró con lo que se conoce como método de detección de microlentes. Aquí se observa cómo la luz se dobla debido a un fuerte campo gravitacional, que ocurre cuando una estrella se alinea momentáneamente con una estrella más distante, como se ve desde la Tierra.

La gravedad de la estrella en primer plano magnifica la luz de la estrella detrás de ella. Los planetas que orbitan alrededor de la estrella en primer plano se doblarán y deformarán esta luz ampliada, que es la forma en que podemos detectarlos. La enana blanca que investigamos está a una cuarta parte del camino hacia el centro de la Vía Láctea, o aproximadamente a 6.500 años luz de nuestro Sistema Solar, y la estrella más distante está en el centro de la galaxia.

Una característica clave de la técnica de microlente es que es sensible a los planetas que orbitan estrellas a la distancia Júpiter-Sol. Los otros planetas conocidos que orbitan alrededor de enanas blancas se han encontrado con diferentes técnicas que son sensibles a diferentes separaciones estrella-planeta.

Dos ejemplos se refieren a planetas que han sobrevivido a la transformación de una estrella en una enana blanca y han terminado más cerca de ella que antes. Uno fue encontrado por fotometría de tránsito, un método para detectar planetas cuando pasan frente a una enana blanca, lo que crea una caída en la luz recibida por la Tierra, y el otro fue descubierto a través de la detección de la atmósfera en evaporación del planeta.

También se prevé que dé resultados con otra técnica de detección, la astrometría, que mide con precisión el movimiento de las enanas blancas en el cielo. En unos años, se espera que la astrometría de la misión Gaia encuentre alrededor de una docena de planetas orbitando enanas blancas. Quizás estos podrían ofrecer una mejor evidencia de cómo exactamente morirá el Sistema Solar.

Esta variedad de técnicas de descubrimiento Es un buen augurio para posibles detecciones futuras, que pueden ofrecer más información sobre el destino de nuestro propio planeta. Pero por ahora, el exoplaneta parecido a Júpiter recién descubierto ofrece la visión más clara de nuestro futuro.

Dimitri Veras es profesor asociado y miembro de STFC Ernest Rutherford de Astrofísica, en la Universidad de Warwick. Este artículo fue publicado en La conversación y se vuelve a publicar bajo una licencia Creative Commons.

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