Descubren un planeta gigante alrededor de una estrella cuatro veces más pequeña que él

El nuevo exoplaneta, del tamaño de Neptuno , realiza cada diez días una orbita completa alrededor de una estrella que es cuatro veces más pequeña que él, dejando tras de sí una larga cola de gas similar a la de un cometa y compuesta de hidrógeno, oxígeno y azufre.

El descubrimiento, llevado a cabo por astrónomos del Departamento de Física de la Universidad de Warwick y el Núcleo del Milenio para la Formación de Planetas (NPF) de la Universidad de Valparaíso, constituye la primera evidencia disponible de un planeta gigante alrededor de una enana blanca y sugiere que podría haber muchos más mundos similares alrededor de esa clase de estrellas esperando a ser descubiertos. Hasta ahora nunca se había encontrado un exoplaneta que hubiera logrado sobrevivir a la violenta transición de una estrella «normal» a una enana blanca.

Denominada WDJ0914 + 1914, la estrella forma parte del catálogo de 10.000 enanas blancas observadas por el Sloan Digital Sky Survey. Para encontrar el planeta, los científicos de Warwick analizaron las sutiles variaciones en la luz emitida por el sistema para identificar los elementos presentes alrededor de la estrella.

En concreto, los investigadores detectaron en los datos picos muy pequeños de hidrógeno, lo que ya resulta inusual, pero también de oxígeno y azufre, algo que nunca se había visto antes. Una observación más detallada con el Very Large Telescope del Observatorio Europeo del Sur, en Chile, reveló que esos elementos formaban un anillo de gas alrededor de WDJ0914 + 1914.

Boris Gaensicke, de la Universidad de Warwick y autor principal del estudio, asegura que «al principio, pensamos que se trataba de una estrella binaria con un disco de acreción formado por el material que fluye entre las dos estrellas. Sin embargo, nuestras observaciones muestran que se trata de una única enana blanca con un disco alrededor de aproximadamente diez veces el tamaño de nuestro sol, hecho únicamente de hidrógeno, oxígeno y azufre. Tal sistema nunca se había visto antes, y de inmediato quedó claro que se trataba de una estrella única».

De hecho, cuando los astrónomos promediaron los datos obtenidos durante dos noches de observación en Chile, quedó claro que la estrella estaba acumulando el azufre y el oxígeno del disco . Tras analizar los datos y medir la composición del anillo, los investigadores concluyeron que lo que estaban viendo es justo lo que se espera que haya en las capas más profundas de los gigantes helados de nuestro Sistema Solar, como Urano y Neptuno.

Matthias Schreiber, otro de los miembros del equipo, demostró que la enana blanca, cuya temperatura es de cerca de 28.000 grados, estaba evaporando lentamente al gigante helado, bombardeándolo con fotones de alta energía y acumulando su masa perdida en un disco de gas a su alrededor. Y a un ritmo continuo de más de 3.000 toneladas por segundo.

Para Gaensicke, «la estrella tiene un planeta que no podemos ver directamente porque lo está evaporando y solo podemos ver la nube de material que está perdiendo . Podría haber muchas más enanas blancas más frías con planetas, pero que carezcan de los fotones de alta energía que impulsan la evaporación, y algunos de ellos podrían detectarse con el método del tránsito».

«Este descubrimiento –prosigue el investigador– es un gran avance porque durante las últimas dos décadas hemos ido teniendo evidencia creciente de que los sistemas planetarios pueden sobrevivir en la etapa de enana blanca. Hemos visto muchos asteroides, cometas y otros pequeños objetos planetarios que golpean a las enanas blancas, y explicar estos eventos requiere la presencia de cuerpos más grandes, de masa planetaria. Tener evidencia de un planeta real es un paso importante».

«En cierto sentido –apuntilla por su parte Schreiber– WDJ0914 + 1914 nos está dando una idea del futuro lejano de nuestro propio sistema solar ".

En efecto, hace mucho tiempo la enana blanca WDJ0914 + 1914 fue una estrella similar al Sol , pero cuando se quedó sin combustible se convirtió en una gigante roja , cien veces más grande. En esta fase de vu vida, la estrella perdió probablemente hasta la mitad de su masa, y la que quedó se fue reduciendo hasta llegar a ser un «rescoldo» del tamaño de la Tierra: una enana blanca, que esencialmente es el núcleo quemado de la antigua estrella.

Resulta extrordinario pensar que, durante su fase de gigante roja, el planeta ahora detectado por los científicos debió orbitar muy dentro de la enorme estrella , quedando en su posición actual a medida que la estrella fue perdiendo capa tras capa hasta quedar converttida en lo que es hoy.

Dentro de unos 5.000 millones de años, cuando se quede sin combustible, nuestro propio Sol hará lo mismo. Primero se desprenderá de sus capas externas, eliminando de un plumazo a Mercurio, Venus y, seguramente, a la Tierra. Finalmente, su núcleo quemado quedará expuesto, en forma de enana blanca . Y según un artículo complementario de Schreiber y el Gaensicke publicado en Astrophysical Journal Letters, irradiará suficientes fotones de alta energía para evaporar a Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Al igual que en WDJ0914 + 1914, parte de ese gas atmosférico terminará en la enana blanca dejada por el Sol y será observable, eventualmente, para las futuras generaciones de astrónomos alienígenas que estén escrutando nuestra región de la galaxia.