Título del artículo técnico: Accretion of a giant planet onto a white dwarf
Autores: Boris T. Gaensicke, Matthias R. Schreiber, Odette Toloza, Nicola P. Gentile Fusillo, Detlev Koester y Christopher J. Manser
Institución del primer autor: University of Warwick, Reino Unido.
Estado: Publicado en Nature, acceso abierto en arXiv
El futuro del Sistema Solar
Las enanas blancas, núcleos remanentes de estrellas que ya han muerto, despiertan la atención de los astrónomos por muchos motivos: para estudiar nuestra propia galaxia, las supernovas de tipo Ia e incluso en física de ondas gravitacionales. También nos pueden contar cuál será el futuro de nuestro Sistema Solar, puesto que el Sol se convertirá un día en una enana blanca (pero tranqui, esto no ocurrirá hasta dentro de cinco mil millones de años como poco).
Hasta ahora hemos encontrado cientos de enanas blancas con líneas de metales en su espectro. Esto nos sorprendió bastante al principio, puesto la gravedad en la superficie de estos remanentes estelares es tan alta que cualquier elemento químico más pesado que el hidrógeno o el helio se perdería en el interior de la estrella muy rápidamente, en un tiempo aproximado de años o miles de años.
De entre estas enanas blancas “contaminadas” con metales, algunas de ellas tienen discos de polvo a su alrededor, y unas pocas tienen además gas en estos discos, descubierto gracias a líneas de emisión en el espectro de la estrella. La explicación es que planetesimales o restos de planetas rocosos se han acercado demasiado a la enana blanca y han sido destruidos por fuerzas de marea. Las líneas metálicas que vemos en el espectro de la enana blanca nos dicen que ésta ha acretado (engullido) parte de este material rocoso. De esta forma, ¡podemos conocer la composición de exoplanetas tipo Tierra de manera indirecta y sencilla!
Se buscan Júpiteres
Todo esto es muy bonito pero, ¿cómo se han acercado tanto estos planetesimales a la enana blanca para ser engullidos por ella? Se piensa que se requiere de planetas de tamaño mayor que la Tierra, incluso planetas gigantes gaseosos, como nuestro Júpiter, que alteren sus órbitas y los lancen sin piedad hacia la estrella. Sin embargo, hasta ahora no se había detectado ninguna evidencia de planetas gigantes en torno a enanas blancas. En este astrobito te contamos cómo ha sido el primer descubrimiento.
Una enana blanca contaminada
La enana blanca en cuestión se llama WD J091405.30+191412.25 (WD J0914+1914 para los amigos). Es muy pequeña, de tamaño casi el doble que la Tierra, pero muy caliente (más de 20 000 grados en su superficie) y densa, con una masa de la mitad de la masa solar. Se encontraron líneas de emisión de hidrógeno en un espectro de este remanente estelar (mostrado en la figura 1) obtenido por el Sloan Digital Sky Survey (SDSS), que hicieron pensar al principio que se trataba de un sistema binario de dos enanas blancas en interacción. Luego se vieron también líneas en emisión de otros elementos como oxígeno y azufre, que confirmaron la presencia de un disco gaseoso en torno a la enana blanca.
Usando el espectrógrafo X-Shooter del telescopio de ocho metros de diámetro llamado (véase el nombre imaginativo) Very Large Telescope (VLT), se confirmaron estas líneas y se compararon con un modelo (ver figura 2) que permitió calcular las abundancias de estos elementos. También se calculó que la enana blanca engulle este material a un ritmo de unos 3.3 x 109 g/s, lo que son ¡unas 3300 toneladas por segundo! Este ritmo de acreción es uno de los más altos encontrados hasta ahora en este tipo de sistemas.
¿Un planeta frito por la radiación?
La acreción de este material gaseoso podría proceder de una estrella de baja masa compañera, pero las abundancias de los elementos encontrados descartaron esta hipótesis. Estas abundancias son más consistentes con la composición de las capas más internas de los planetas gigantes de hielo del Sitema Solar: Urano y Neptuno, que tienen concentraciones altas de compuestos como sulfuro de hidrógeno (H2S) y agua.
Ya teníamos ejemplos de planetas gigantes fritos por la radiación ultravioleta de estrellas masivas. Estos planetas se evaporan perdiendo masa a ritmos comparables al ritmo de acreción tan alto de esta enana blanca. Por tanto, la explicación más probable es que esto mismo esté ocurriendo en nuestro caso: la intensa radiación ultravioleta de WD J0914+1914 incide sobre un planeta gigante gaseoso tipo Neptuno y es capaz de evaporar sus capas más externas. Parte de este material cae sobre la enana blanca y forma un disco gaseoso, que es acretado rápidamente por la estrella.
Se descubre así la primera evidencia de planetas gigantes gaseosos en torno a enanas blancas, algo que parece bastante raro de detectar, puesto que éste ha sido el único caso encontrado de entre una muestra de 7 000 enanas blancas analizadas en SDSS. Sin embargo, gracias a las nuevas enanas blancas identificadas por Gaia, es posible que encontremos más ejemplos fascinantes como éste en el futuro, lo que nos ayude a entender el final de otros sistemas planetarios, y el propio final de nuestro Sistema Solar.
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