Los violentos espasmos de muerte de una estrella cercana han destruido tan completamente su sistema planetario que la estrella muerta que quedó atrás, conocida como enana blanca, está absorbiendo escombros de los confines internos y externos del sistema, informan hoy astrónomos de la UCLA y sus colegas.

Este es el primer caso de canibalismo cósmico en el que los astrónomos han observado una enana blanca consumiendo material rocoso-metálico, probablemente de un asteroide cercano, y material helado que se cree que se originó a partir de un cuerpo similar a los encontrados en el cinturón de Kuiper en el borde. de nuestro propio sistema solar.

«Nunca hemos visto estos dos tipos de objetos crecer simultáneamente en una enana blanca», dijo el investigador principal Ted Johnson, estudiante de física y astronomía en la UCLA que se graduó la semana pasada. «Al estudiar estas enanas blancas, esperamos obtener una mejor comprensión de los sistemas planetarios que aún están intactos».

Los resultados se basan en un análisis de materiales capturados de la atmósfera de G238-44, una enana blanca a unos 86 años luz de la Tierra, utilizando datos de archivo del Telescopio Espacial Hubble y otros satélites y observatorios de la NASA. Una enana blanca es el núcleo quemado que queda después de que una estrella como nuestro Sol arroja sus capas externas y deja de quemar combustible a través de la fusión nuclear.

Tan sorprendente como es la dieta ecléctica de la enana blanca, los resultados también son intrigantes porque los astrónomos creen que los objetos helados impactaron y regaron planetas secos y rocosos en nuestro sistema solar, incluida la Tierra. Se cree que cometas y asteroides trajeron agua a nuestro planeta hace miles de millones de años, creando así las condiciones necesarias para la vida. La composición del material que llovió sobre G238-44 sugiere que los depósitos de hielo debajo de los sistemas planetarios pueden ser comunes, dijo el coautor de la investigación, Benjamin Zuckerman, profesor de física y astronomía de la UCLA.

«La vida tal como la conocemos requiere un planeta rocoso cubierto de una variedad de elementos volátiles como el carbono, el nitrógeno y el oxígeno», dijo Zuckerman. «La abundancia de elementos que vemos en esta enana blanca parece provenir de un cuerpo padre tanto rocoso como efímero, el primer ejemplo que hemos encontrado entre los estudios de cientos de enanas blancas».

Caos y destrucción: de la estrella viviente a la gigante roja y a la enana blanca

Las teorías de la evolución de los sistemas planetarios describen el declive de una estrella como un evento turbulento y caótico, que comienza con una expansión exponencial en un llamado gigante rojo y luego pierde rápidamente sus capas externas y colapsa en una enana blanca. una estrella superdensa del tamaño de la Tierra con una masa de nuestro Sol. El proceso interrumpe dramáticamente las órbitas de los planetas restantes, y los objetos más pequeños (asteroides, cometas, lunas) que se acercan demasiado pueden dispersarse como bolas de billar y lanzarse hacia la enana blanca.

Este estudio confirma la verdadera extensión del caos, mostrando que dentro de los 100 millones de años del comienzo de su fase de enana blanca, la estrella es capaz de capturar y consumir simultáneamente material tanto de su cinturón de asteroides cercano como de sus regiones distantes similares al cinturón de Kuiper.

Aunque los astrónomos han catalogado más de 5.000 planetas fuera de nuestro sistema solar, la Tierra es el único planeta cuyo interior conocemos directamente. Debido a que los materiales que se acumulan en G238-44 son representativos de los componentes básicos de los grandes planetas, este canibalismo de enanas blancas presenta una oportunidad única para separar planetas y ver de qué estaban hechos cuando dieron la vuelta y formaron la estrella por primera vez, dijo el investigador de astronomía de la UCLA. Beth Klein, miembro del equipo.

Entre otras cosas, el equipo midió la presencia de nitrógeno, oxígeno, magnesio, silicio y hierro en la atmósfera de la enana blanca. Su detección de hierro en cantidades muy grandes es evidencia de núcleos metálicos de planetas terrestres como la Tierra, Venus, Marte y Mercurio, dijo Johnson. Los niveles inesperadamente altos de nitrógeno los llevaron a concluir que también había cuerpos de hielo presentes.

«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 compuesto de hielo y polvo», dijo Johnson. “El metal ferroso y el hielo de nitrógeno apuntan cada uno a condiciones completamente diferentes de formación de planetas. No hay ningún objeto conocido en el sistema solar que contenga tanto de ambos”.

Los investigadores dicen que el escenario final para nuestro propio Sol en unos 5 mil millones de años probablemente será bastante similar a G238-44. Durante la fase de gigante roja del Sol, la Tierra podría vaporizarse por completo junto con los planetas interiores, predicen.

Las órbitas de muchos asteroides en el cinturón de asteroides principal de nuestro sistema solar están siendo perturbadas por la gravedad de Júpiter y también caerán sobre el remanente de la enana blanca en la que se convertirá el Sol, dijo.

Durante más de dos años, el grupo de investigación de UCLA, junto con colegas de UC San Diego y la Universidad de Kiel en Alemania, han estado trabajando para desentrañar el misterio de G238-44 mediante el análisis de los elementos descubiertos en la estrella enana blanca.

Su análisis incluyó datos del Explorador Espectroscópico del Ultravioleta Lejano fuera de servicio de la NASA, el espectrómetro Echelle de alta resolución en el Observatorio Keck en Hawai, y el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos del Telescopio Espacial Hubble y el Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial. El telescopio espacial Hubble es un proyecto de colaboración internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea.

Los hallazgos del equipo se presentaron en una conferencia de prensa celebrada por la Sociedad Astronómica Estadounidense el 15 de junio.

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