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Impresión artística de las viejas enanas blancas WDJ2147-4035 y WDJ1922+0233 rodeadas de restos planetarios en órbita, que se acumularán en las estrellas y contaminarán sus atmósferas. WDJ2147-4035 es extremadamente roja y tenue, mientras que WDJ1922+0233 es inusualmente azul. Crédito: Universidad de Warwick/Dr. Mark Garlick. Crédito: Universidad de Warwick/Dr. Mark Garlick
Sus hallazgos se publican en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, y concluyen que una estrella débil enana blanca situada a 90 años luz de la Tierra, así como los restos de su sistema planetario en órbita, tienen más de diez mil millones de años.
El destino de la mayoría de las estrellas, incluidas las que son como nuestro Sol, es convertirse en una enana blanca. Una enana blanca es una estrella que ha quemado todo su combustible y se ha desprendido de sus capas exteriores, y ahora se encuentra en un proceso de contracción y enfriamiento. Durante este proceso, los planetas en órbita se verán alterados y, en algunos casos, destruidos, y sus restos se acumularán en la superficie de la enana blanca.
Para este estudio, el equipo de astrónomos, dirigido por la Universidad de Warwick, modelizó dos inusuales enanas blancas que fueron detectadas por el observatorio espacial GAIA de la Agencia Espacial Europea. Ambas estrellas están contaminadas por restos planetarios, y una de ellas resultó ser inusualmente azul, mientras que la otra es la más débil y roja encontrada hasta la fecha en la vecindad galáctica local; el equipo sometió a ambas a un análisis más profundo.
Utilizando datos espectroscópicos y fotométricos de GAIA, el Dark Energy Survey y el instrumento X-Shooter del Observatorio Europeo Austral para calcular el tiempo que lleva enfriándose, los astrónomos descubrieron que la estrella “roja” WDJ2147–4035 tiene unos 10.700 millones de años, de los cuales 10.200 millones los ha pasado enfriándose como enana blanca.
La espectroscopia consiste en analizar la luz de la estrella en diferentes longitudes de onda, lo que permite detectar cuándo los elementos de la atmósfera de la estrella absorben la luz en diferentes colores y ayuda a determinar qué elementos son y en qué cantidad están presentes. Al analizar el espectro de WDJ2147–4035, el equipo descubrió la presencia de los metales sodio, litio, potasio y detectó provisionalmente la presencia de carbono en la estrella, lo que la convierte en la enana blanca contaminada por metales más antigua descubierta hasta ahora.
La Vía Láctea | foto NASA en Wikimedia Commons
La segunda estrella “azul”, WDJ1922+0233, es sólo un poco más joven que WDJ2147–4035 y fue contaminada por restos planetarios de composición similar a la corteza continental de la Tierra. El equipo científico llegó a la conclusión de que el color azul de WDJ1922+0233, a pesar de su fría temperatura superficial, se debe a su inusual atmósfera mixta de helio e hidrógeno.
Los restos encontrados en la atmósfera de la estrella roja WDJ2147–4035, que por lo demás es casi de helio puro y de alta gravedad, proceden de un antiguo sistema planetario que sobrevivió a la evolución de la estrella hasta convertirse en una enana blanca, lo que lleva a los astrónomos a concluir que se trata del sistema planetario más antiguo alrededor de una enana blanca descubierto en la Vía Láctea.
La autora principal, Abbigail Elms, estudiante de doctorado en el Departamento de Física de la Universidad de Warwick, dijo: Estas estrellas contaminadas por metales demuestran que la Tierra no es única, hay otros sistemas planetarios por ahí con cuerpos planetarios similares a la Tierra. El 97% de todas las estrellas se convertirán en enanas blancas y son tan omnipresentes en el universo que es muy importante entenderlas, especialmente estas extremadamente frías. Formadas a partir de las estrellas más antiguas de nuestra galaxia, las enanas blancas frías proporcionan información sobre la formación y evolución de los sistemas planetarios alrededor de las estrellas más antiguas de la Vía Láctea.
Estamos encontrando los restos estelares más antiguos de la Vía Láctea que están contaminados por planetas que alguna vez fueron como la Tierra. Es asombroso pensar que esto ocurrió en una escala de diez mil millones de años, y que esos planetas murieron mucho antes de que se formara la Tierra.
Los astrónomos también pueden utilizar el espectro de la estrella para determinar la rapidez con la que esos metales se hunden en el núcleo de la estrella, lo que les permite mirar hacia atrás en el tiempo y determinar la abundancia de cada uno de esos metales en el cuerpo planetario original. Al comparar esas abundancias con las de los cuerpos astronómicos y el material planetario que se encuentra en nuestro propio sistema solar, podemos adivinar cómo habrían sido esos planetas antes de que la estrella muriera y se convirtiera en una enana blanca, pero en el caso de WDJ2147–4035, eso ha resultado ser un reto.
Abbigail explica: La estrella roja WDJ2147–4035 es un misterio, ya que los restos planetarios acrecionados son muy ricos en litio y potasio y no se parecen a nada conocido en nuestro propio sistema solar. Se trata de una enana blanca muy interesante, ya que su temperatura superficial ultrafría, los metales que la contaminan, su avanzada edad y el hecho de que sea magnética la convierten en algo extremadamente raro.
El profesor Pier-Emmanuel Tremblay, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, afirmó: Cuando estas viejas estrellas se formaron hace más de 10.000 millones de años, el universo era menos rico en metales que ahora, ya que los metales se forman en estrellas evolucionadas y en gigantescas explosiones estelares. Las dos enanas blancas observadas proporcionan una apasionante ventana a la formación planetaria en un entorno pobre en metales y rico en gas que era diferente a las condiciones en las que se formó el sistema solar.
Los restos encontrados en la atmósfera de la estrella roja WDJ2147–4035, que por lo demás es casi de helio puro y de alta gravedad, proceden de un antiguo sistema planetario que sobrevivió a la evolución de la estrella hasta convertirse en una enana blanca, lo que lleva a los astrónomos a concluir que se trata del sistema planetario más antiguo alrededor de una enana blanca descubierto en la Vía Láctea.
La autora principal, Abbigail Elms, estudiante de doctorado en el Departamento de Física de la Universidad de Warwick, dijo: Estas estrellas contaminadas por metales demuestran que la Tierra no es única, hay otros sistemas planetarios por ahí con cuerpos planetarios similares a la Tierra. El 97% de todas las estrellas se convertirán en enanas blancas y son tan omnipresentes en el universo que es muy importante entenderlas, especialmente estas extremadamente frías. Formadas a partir de las estrellas más antiguas de nuestra galaxia, las enanas blancas frías proporcionan información sobre la formación y evolución de los sistemas planetarios alrededor de las estrellas más antiguas de la Vía Láctea.
Estamos encontrando los restos estelares más antiguos de la Vía Láctea que están contaminados por planetas que alguna vez fueron como la Tierra. Es asombroso pensar que esto ocurrió en una escala de diez mil millones de años, y que esos planetas murieron mucho antes de que se formara la Tierra.
Los astrónomos también pueden utilizar el espectro de la estrella para determinar la rapidez con la que esos metales se hunden en el núcleo de la estrella, lo que les permite mirar hacia atrás en el tiempo y determinar la abundancia de cada uno de esos metales en el cuerpo planetario original. Al comparar esas abundancias con las de los cuerpos astronómicos y el material planetario que se encuentra en nuestro propio sistema solar, podemos adivinar cómo habrían sido esos planetas antes de que la estrella muriera y se convirtiera en una enana blanca, pero en el caso de WDJ2147–4035, eso ha resultado ser un reto.
Abbigail explica: La estrella roja WDJ2147–4035 es un misterio, ya que los restos planetarios acrecionados son muy ricos en litio y potasio y no se parecen a nada conocido en nuestro propio sistema solar. Se trata de una enana blanca muy interesante, ya que su temperatura superficial ultrafría, los metales que la contaminan, su avanzada edad y el hecho de que sea magnética la convierten en algo extremadamente raro.
El profesor Pier-Emmanuel Tremblay, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, afirmó: Cuando estas viejas estrellas se formaron hace más de 10.000 millones de años, el universo era menos rico en metales que ahora, ya que los metales se forman en estrellas evolucionadas y en gigantescas explosiones estelares. Las dos enanas blancas observadas proporcionan una apasionante ventana a la formación planetaria en un entorno pobre en metales y rico en gas que era diferente a las condiciones en las que se formó el sistema solar.
Fuentes, creditos y referencias: