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A día de hoy se conocen más de 5000 exoplanetas, planetas asociados a estrellas fuera del Sistema Solar. La mayoría orbitan astros parecidos a nuestro Sol, que tienen mucha vida por delante. Pero sabiendo que estas estrellas no permanecen igual para siempre, ¿pueden afectar sus cambios a los planetas que las orbitan?
Enanas blancas: aléjese de la catástrofe si quiere sobrevivir
Durante su evolución, las estrellas parecidas al Sol se convierten en gigantes rojas, aumentando tanto su tamaño que “engullen” a los planetas cercanos. Este es probablemente el destino final de Mercurio, Venus e incluso la Tierra. Aun así, las teorías de evolución estelar y planetaria sugieren que los planetas exteriores podrían sobrevivir a la fase de gigante roja, incluso cuando esta expulse sus capas exteriores dejando como remanente final una enana blanca. Si fuese el caso, dichos planetas podrían influir en la composición del remanente, como veremos a continuación.
Las enanas blancas tienen tamaños parecidos a la Tierra y no pueden producir reacciones nucleares en su interior, de manera que continuarán enfriándose lentamente hasta el fin de los tiempos. Debido a su intensa gravedad, los elementos que la componen se separan por peso: los más ligeros permanecen en la superficie mientras los pesados se hunden hacia el núcleo en cuestión de días (Figura 1). Así, lo habitual al observar enanas blancas es que sólo se distingan el hidrógeno y el helio de la atmósfera, que “ocultan” el núcleo más pesado.
Sin embargo, en algunos casos se han observado trazas de elementos pesados en sus atmósferas, lo que se denomina “contaminación” de la enana blanca. Estos elementos tienen que estar siendo depositados allí continuamente, ya que si fuese esporádico habrían caído al núcleo en pocos días. Por lo tanto, probablemente procedan de otros objetos del sistema planetario como asteroides o cometas, que generan un aporte continuo de elementos pesados a la enana blanca. La idea más aceptada actualmente es que estos asteroides inicialmente alejados habrían sido empujados hacia el interior del sistema por los planetas supervivientes. Por lo tanto, la observación de elementos pesados en la atmósfera de una enana blanca podría indicar la presencia de exoplanetas en el sistema.
Siguiendo esta idea, el equipo firmante del artículo de hoy observa enanas blancas contaminadas con la esperanza de encontrar allí potenciales exoplanetas.
Un nuevo instrumento ideal para la búsqueda
Las cuatro enanas blancas estudiadas se encuentran relativamente cerca (30-70 años luz) y están aisladas, lo que facilita su observación con el nuevo telescopio espacial JWST. En concreto, se observan con cuatro filtros de la cámara MIRI durante tiempo suficiente para detectar objetos tanto o más masivos que Júpiter.
Los resultados son particularmente interesantes en dos sistemas, WD1202−232 y WD2105−82 (“WD” se refiere a enana blanca en inglés). En ambos casos encuentran un punto luminoso cerca de la enana blanca, en la misma ubicación en todas las imágenes, que podría ser un exoplaneta (Figura 2).
Estos potenciales exoplanetas tendrían masa parecida a la de Júpiter (1-2 veces su masa) y orbitarían a 11 y 37 unidades astronómicas de su estrella progenitora, respectivamente (asumiendo que siguen una órbita circular, perpendicular a nuestro punto de vista). Por lo tanto, podrían ser planetas gigantes con masas y distancias parecidas a los planetas exteriores de nuestro Sistema Solar.
De ser confirmados, estos exoplanetas apoyarían la hipótesis de que pueden sobrevivir a la fase de gigante roja, lo que podría ocurrirles a los planetas exteriores de nuestro Sistema Solar. Sin embargo, una muestra tan pequeña no es suficiente para confirmar que los gigantes supervivientes sean los culpables de la contaminación de las atmósferas de enanas blancas: es necesario observar otros sistemas para comprobar si también cuentan con exoplanetas en sus alrededores.
¿Podría ser una falsa alarma?
En cualquier caso, no hay que perder de vista que los objetos observados podrían no ser exoplanetas. Otra explicación sería que la enana blanca esté siendo orbitada por una enana marrón, objeto poco brillante de masa intermedia entre un planeta grande y una estrella pequeña. Pero el equipo considera esta opción poco probable, ya que el brillo observado la sitúa mucho más lejos y completamente desligada del sistema, aunque apenas se conocen enanas marrones que vivan aisladas.
Aun así, no es absurdo pensar que el objeto observado esté desligado de la enana blanca, pareciendo cercano en la imagen por casualidad. El equipo investigador analiza si podría ser algo ubicado entre la enana blanca y nuestro punto de vista, como un objeto transneptuniano de nuestro Sistema Solar. Pero esto no es factible dado que se movería de una imagen a la siguiente. Por otro lado podría ser algo que esté en realidad mucho más lejos, “detrás” de la enana blanca desde nuestro punto de vista, como una galaxia lejana (como ocurre con el otro objeto que aparece en WD120-232, véase Figura 1). Este caso, de acuerdo con el análisis llevado a cabo en el artículo, es improbable pero no imposible (de 1 caso entre 3000), así que no puede descartarse.
¡Queremos más observaciones para salir de dudas!
Lo que está claro es que necesitamos saber si esos objetos son realmente exoplanetas, y para ello lo ideal sería observar los mismos sistemas con el mismo telescopio e instrumento pasado un tiempo. Sabiendo la velocidad a la que estas enanas blancas se mueven respecto a nuestro Sistema Solar, es posible calcular cuánto deberían haberse movido cuando las volvamos a observar. Y si los objetos misteriosos se desplazan lo mismo, se confirmaría que efectivamente están ligados con las enanas blancas. ¡Nos toca esperar para salir de dudas!
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