Observan, por primera vez, una estrella en el momento de devorar a uno de sus planetas

Con el horno apagado, sin embargo, la gravedad empezará inexorablemente a comprimir el Sol, haciéndolo cada vez más pequeño y calentándolo cada vez más. Pero ese no será el final. Durante los 5.000 millones de años anteriores, mientras el Sol quemaba el hidrógeno disponible, fabricaba también una enorme cantidad de helio (al fusionar dos átomos de hidrógeno se obtiene uno de helio). La temperatura de fusión del helio es muy superior a la del hidrógeno, pero el calentamiento causado por la compresión gravitatoria pronto llegará a ese punto crítico. Entonces, el horno nuclear volverá a encenderse, aunque el combustible ya no será hidrógeno, sino helio.

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José Manuel Nieves

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Lo que sucederá a continuación es uno de los mayores espectáculos que podríamos soñar con ver: gracias a sus fuerzas renovadas, el Sol 'rebotará', venciendo a la gravedad opresora, y empezará a crecer rápidamente hasta hacerse cientos de miles de veces más grande de lo que fue. Se habrá convertido en una gigante roja. Y al aumentar su perímetro, se irá 'tragando' uno a uno a los planetas más cercanos. Se ha calculado que, cuando eso suceda, Mercurio, Venus, y posiblemente la Tierra, acabarán devorados por el Sol.

Ahora, un equipo internacional de científicos de diferentes instituciones, entre ellas el MIT, el Caltech o la Universidad de Harvard, acaba de observar, por primera vez, cómo una estrella se traga un planeta entero de esta forma. Hasta el momento, se habían visto estrellas justo antes o poco después de consumir planetas enteros, pero nunca se había sorprendido a una en pleno acto. El estudio se publica hoy en 'Nature'.

El acontecimiento ha tenido lugar en nuestra propia galaxia, a unos 12.000 años luz de distancia, cerca de la constelación del Águila. Allí, los astrónomos detectaron el estallido de una estrella que multiplicó por 100 su brillo en apenas 10 días, después de lo cual volvió a desvanecerse rápidamente. Curiosamente, este destello ardiente fue seguido por una señal más fría y duradera. Una combinación, dedujeron los científicos, que solo un evento sería capaz de producir: una estrella que engulle a un planeta cercano. «Estábamos viendo la etapa final de la deglución», dice el autor principal del estudio Kishalay De, del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT.

¿Y qué hay del planeta devorado? Según los investigadores, probablemente fue un mundo caliente, del tamaño de Júpiter, que primero se acercó en espiral, luego fue atraído directamente hacia la atmósfera de la estrella moribunda y, finalmente, hacia su núcleo. Posiblemente el mismo destino que le espera a la Tierra dentro de 5.000 millones de años.

«Estamos viendo el futuro de la Tierra -dice De-. Si alguna otra civilización nos estuviera observando desde 10.000 años luz de distancia mientras el Sol engulle la Tierra, lo verían brillar repentinamente y luego formar polvo a su alrededor antes de volver a ser lo que era». El rápido aumento de brillo fue detectado en mayo de 2020, pero los investigadores tardaron más de un año en encontrar una explicación para lo sucedido.

La señal inicial apareció en una búsqueda de datos tomados por Zwicky Transient Facility (ZTF), ejecutado en el Observatorio Palomar de Caltech en California. El ZTF es un estudio que escanea el cielo en busca de estrellas que cambian rápidamente de brillo, algo que puede deberse al estallido de supernovas, a brotes de rayos gamma o a otros fenómenos estelares. En concreto, De y sus colegas buscaban en los datos de ZTF signos de erupciones en binarios estelares, sistemas en los que dos estrellas se orbitan entre sí, una extrayendo ocasionalmente masa de la otra y brillando brevemente como resultado. «Pero una noche -recuerda De- noté una estrella que, de la nada, multiplicó su brillo por un factor de 100 en el transcurso de una semana. Fue algo diferente a cualquier explosión estelar que yo haya visto en mi vida».

Con la esperanza de obtener más datos, De comprobó las observaciones de la misma estrella tomadas por el Observatorio Keck en Hawai. Los telescopios Keck toman medidas espectroscópicas de la luz de las estrellas, que los científicos pueden usar para discernir su composición química.

Pero lo que De encontró lo confundió aún más. Si bien la mayoría de los sistemas binarios emiten material estelar como hidrógeno y helio cuando una estrella erosiona a la otra, la nueva fuente no hacía nada de eso. Lo que sí vio De fueron signos de 'moléculas peculiares' que solo pueden existir a temperaturas muy frías. «Estas moléculas -explica el investigador- sólo se ven en estrellas que son muy frías. Y cuando una estrella brilla, por lo general se vuelve más caliente. Es decir, tener al mismo tiempo bajas temperaturas y el brillo inusual de una estrella es algo que no concuerda».

Fue entonces cuando quedó claro que la señal no procedía de un sistema binario, formado por dos estrellas en órbita mutua. ¿Qué podía ser entonces? De no tenía respuestas, y no le quedó más remedio que esperar a tener más datos. Cerca de un año después de su descubrimiento, esos datos llegaron gracias a un nuevo análisis de la estrella, esta vez con una cámara infrarroja en el observatorio Palomar.

En el infrarrojo, los astrónomos pueden ver señales de materiales más fríos, en contraste con las emisiones ópticas al rojo vivo que surgen de las estrellas binarias y otros eventos estelares extremos.

«Esos datos infrarrojos me hicieron caer de la silla -recuerda De-. La fuente era increíblemente brillante en el infrarrojo cercano».

Los datos revelaron que, tras su inusitado brillo inicial, la estrella se pasó el siguiente año emitiendo energía mucho más fría, lo cual sugirió que podría estar fusionándose con otra estrella en vez de brillar, por ejemplo, como consecuencia de una supernova.

Pero cuando el equipo combinó sus datos con las medidas obtenidas por el telescopio espacial infrarrojo de la NASA, NEOWISE, se dieron cuenta de que la verdad era mucho más emocionante. La cantidad total de energía liberada por la estrella desde su estallido inicial era sorprendentemente pequeña, apenas una milésima parte de la magnitud de cualquier fusión estelar observada en el pasado.

«Eso significaba -explica De- que lo que sea que se hubiera fusionado con la estrella tenía que ser 1.000 veces más pequeño que cualquier otra estrella que hayamos visto. Y es una feliz coincidencia que la masa de Júpiter sea aproximadamente una milésima parte de la masa del Sol. Entonces nos dimos cuenta: esto es un planeta, chocando contra su estrella».

Con todas las piezas en su lugar, los científicos pudieron por fin explicar el estallido inicial. El destello brillante y caliente probablemente fue el momento final de un planeta del tamaño de Júpiter que fue atraído hacia la atmósfera hinchada de una estrella moribunda. Cuando el planeta cayó en el núcleo de su sol, las capas exteriores de la estrella explotaron y se asentaron como polvo frío durante el siguiente año.

«Durante décadas -asegura De- hemos podido ver el antes y el después. Antes, cuando los planetas siguen orbitando muy cerca de su estrella, y después, cuando un planeta ya ha sido engullido, y la estrella es gigante. Lo que nos faltaba era atrapar a la estrella en el acto, donde tienes un planeta pasando por este destino en tiempo real. Eso es lo que hace que este descubrimiento sea realmente único y emocionante».