La agonía de una estrella ha interrumpido tan violentamente su sistema planetario que la estrella muerta que quedó atrás, llamada enana blanca, está extrayendo escombros tanto del interior como del exterior del sistema. Esta es la primera vez que los astrónomos observan una estrella enana blanca que consume material rocoso-metálico y helado, los ingredientes de los planetas.
Los datos de archivo del telescopio espacial Hubble de la NASA y otros observatorios de la NASA fueron esenciales para diagnosticar este caso de canibalismo cósmico. Los hallazgos ayudan a describir la naturaleza violenta de los sistemas planetarios evolucionados y pueden informar a los astrónomos sobre la composición de los sistemas recién formados.
Los hallazgos se basan en el análisis de material capturado por la atmósfera de la cercana estrella enana blanca G238-44. Una enana blanca es lo que queda de una estrella como nuestro Sol después de que se despoja de sus capas exteriores y deja de quemar combustible a través de la fusión nuclear. «Nunca hemos visto estos dos tipos de objetos acumularse en una enana blanca al mismo tiempo», dijo Ted Johnson, el investigador principal y recién graduado de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA). «Al estudiar estas enanas blancas, esperamos obtener una mejor comprensión de los sistemas planetarios que aún están intactos».
Los hallazgos también son intrigantes porque se atribuye a pequeños objetos helados el hecho de chocar contra los planetas secos y rocosos de nuestro sistema solar y «irrigarlos». Se cree que hace miles de millones de años los cometas y asteroides trajeron agua a la Tierra, provocando las condiciones necesarias para la vida tal como la conocemos. La composición de los cuerpos detectados lloviendo sobre la enana blanca implica que los depósitos de hielo podrían ser comunes entre los sistemas planetarios, dijo Johnson.
«La vida tal como la conocemos requiere un planeta rocoso cubierto con una variedad de elementos como carbono, nitrógeno y oxígeno», dijo Benjamin Zuckerman, profesor de UCLA y coautor. «La abundancia de los elementos que vemos en esta enana blanca parece requerir un cuerpo padre tanto rocoso como rico en volátiles, el primer ejemplo que hemos encontrado entre los estudios de cientos de enanas blancas».
Las teorías de la evolución del sistema planetario describen la transición entre las fases de una estrella gigante roja y una enana blanca como un proceso caótico. La estrella pierde rápidamente sus capas exteriores y las órbitas de sus planetas cambian drásticamente. Los objetos pequeños, como los asteroides y los planetas enanos, pueden aventurarse demasiado cerca de los planetas gigantes y caer en picada hacia la estrella. Este estudio confirma la verdadera escala de esta violenta fase caótica, mostrando que dentro de los 100 millones de años después del comienzo de su fase de enana blanca, la estrella es capaz de capturar y consumir simultáneamente material de su cinturón de asteroides y regiones similares al cinturón de Kuiper.
La masa total estimada finalmente engullida por la enana blanca en este estudio puede no ser más que la masa de un asteroide o una luna pequeña. Si bien la presencia de al menos dos objetos que consume la enana blanca no se mide directamente, es probable que uno sea rico en metales como un asteroide y otro sea un cuerpo helado similar al que se encuentra en la periferia de nuestro sistema solar en el cinturón de Kuiper. .
Aunque los astrónomos han catalogado más de 5000 exoplanetas, el único planeta del que tenemos algún conocimiento directo de su composición interior es la Tierra. El canibalismo de las enanas blancas brinda una oportunidad única para desarmar planetas y ver de qué estaban hechos cuando se formaron por primera vez alrededor de la estrella.
El equipo midió la presencia de nitrógeno, oxígeno, magnesio, silicio y hierro, entre otros elementos. La detección de hierro en abundancia es evidencia de núcleos metálicos de planetas terrestres, como la Tierra, Venus, Marte y Mercurio. Abundancias inesperadamente altas de nitrógeno los llevaron a concluir la presencia de cuerpos helados. «Lo que mejor se ajustaba a nuestros datos era una mezcla de casi dos a uno de material similar a Mercurio y material similar a un cometa, que está formado por hielo y polvo», dijo Johnson. «El hierro metálico y el hielo de nitrógeno sugieren cada uno condiciones muy diferentes de formación planetaria. No se conoce ningún objeto del sistema solar con tanto de ambos».
