Recreación de un exoplaneta siendo engullido por su estrella. Crédito: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick/M. Zamani.
Artículo en el que se basa este astrobito: The Kinematic and Chemical Properties of the Close-in Planet Host Star 8 UMi
Autoría: Huiling Chen, Yang Huang, Wei Zhu, Timothy C. Beers, Renjing Xie, Yutao Zhou, Sharon Xuesong Wang, Wei Wang, Sofya Alexeeva, Qikang Feng, Haozhu Fu, Haining Li, Lile Wang and Huawei Zhang
Institución del primer autor: Department of Astronomy, School of Physics, Peking University, Beijing 100871, China.
Estado de la publicación: publicado en “The Astrophysical Journal”, vol. 966, L27.
El planeta imposible
Tras el gran crecimiento del campo de los exoplanetas en las últimas décadas, hoy en día conocemos ya más de 5000. Estos son planetas que se encuentran orbitando estrellas diferentes a nuestro Sol, es decir que se encuentran fuera del Sistema Solar. Igual que en nuestro vecindario, se conocen tipos diferentes, desde planetas rocosos similares a la Tierra, hasta planetas gigantes gaseosos como Júpiter o Saturno. Entre todos los exoplanetas conocidos, el que presentamos en este astrobito tiene sorprendidos a los expertos en el campo.
Hablamos del exoplaneta 8 Ursae Minoris b (8 UMi b), que se encuentra orbitando alrededor de una gigante roja llamada 8 Ursae Minoris, con una masa de 1.3 veces la masa de Júpiter a 530 años luz de nuestra Tierra. El problema par explicar la existencia de este planeta es que este planeta debería haber sido engullido por su estrella cuando esta se expandió para convertirse en una gigante roja, una estrella de baja masa que se ha expandido tras consumir el hidrógeno de su núcleo, algo a lo que los científicos todavía están intentando dar explicación.
Explicando la existencia de 8 Ursae Minoris b
En un primer momento, los equipos investigadores trataron de explicar su existencia argumentando que 8 Ursae Minoris era en realidad un sistema binario de dos estrellas, o lo que es lo mismo, una estrella binaria. En este escenario, varios estudios han teorizado que la estrella principal del sistema podría haber engullido previamente a su compañera, afectando así a su evolución y deteniendo su expansión antes de engullir también al planeta. Para comprobar esta hipótesis era necesario determinar la edad de la estrella.
En caso de tratarse de una estrella joven, de menos de unos 9000 millones de años, descartaría el escenario de la estrella binaria. Sin embargo, el caso contrario podría indicar que la fusión de la estrella binaria podría haber ocurrido. El equipo responsable del artículo en el que se basa este astrobito ha utilizado para su estudio datos de la posición y brillo de la estrella tomados por el satélite Gaia, así como un espectro óptico de alta resolución (la luz emitida por la estrella descompuesta en todas sus longitudes de onda) con el telescopio de 1.93 metros del Observatorio de Haute-Provence en Francia. Esto permitió determinar la temperatura, gravedad superficial y composición química de la estrella, y con ello su edad por tres métodos diferentes: las isocronas, curvas como la que se muestra en la Figura 1 que definen el estado evolutivo de una estrella en base a su edad; a través de relaciones entre la temperatura y el brillo; su cinemática; y su composición química, como se muestra en la Figura 2.
Figura 1: Edad estimada de la estrella 8 Ursa Minoris (marcados rojo) con el método de las isocronas (curvas de diferentes colores). Cada color representa una isocrona de una edad diferente.
De nuevo, un misterio
Gracias a estas observaciones, el equipo firmante del artículo determinó que la edad de la estrella es de entre 1.9 y 3.5 billones de años. Con esta estimación quedaría en principio descartado el escenario de la estrella binaria. Sin embargo, esto representa un problema para explicar de nuevo la existencia del exoplaneta 8 UMi b.
Figura 2: Edad de 8 Ursa Minoris (marcadores rojos) calculada a través de su cinemática (panel izquierdo) y de su composición química (panel derecho).
El equipo liderado por Huiling Chen afirma que aunque es necesario continuar estudiando esta estrella para poder dar una respuesta definitiva a la existencia del exoplaneta en cuestión, comentan que una nueva propiedad de la estrella, caracterizada a partir de las observaciones realizadas, podría ser la respuesta a este problema. Este estudio fue capaz de hacer una estimación más precisa de su masa, dando un nuevo valor de 1.7 masas solares, un 13% más grande de lo que se pensaba hasta el momento. Esto podría significar que 8 Ursa Minoris es ligeramente más compacta de lo esperado, y por lo tanto la distancia entre ella y el planeta algo mayor a la medida hasta la fecha, que era aproximadamente la mitad de la distancia entre el Sol y la Tierra. Este aumento de distancia podría ser suficiente para que el planeta pudiese haber sobrevivido a la expansión de la estrella en su paso a gigante roja.
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