Científicos revelan el futuro del sistema solar tras descubrir cómo un planeta sobrevivió a la muerte de su estrella

Cuando los astrónomos descubrieron en 2020 un planeta gigante orbitando una estrella muerta, se preguntaron cómo había sobrevivido a la violenta destrucción de su estrella. Ahora, las observaciones del Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA podrían explicar finalmente cómo el planeta logró escapar de la destrucción.

En un nuevo estudio publicado en Nature, un equipo internacional de científicos, entre ellos un astrofísico de la Universidad Northwestern, analizó por primera vez la atmósfera del planeta. Utilizando mediciones de su atmósfera, masa y temperatura, los investigadores reconstruyeron su trayectoria. Descubrieron que el planeta (llamado WD1856b) orbitaba originalmente su estrella a una distancia segura. Sin embargo, miles de millones de años después de la muerte de la estrella, el planeta migró hacia ella.

Los hallazgos ofrecen una visión sin precedentes del futuro lejano de los sistemas planetarios, incluido el nuestro.

«Nuestros hallazgos tienen implicaciones para el futuro a largo plazo de nuestro sistema solar», afirmó Christopher O’Connor, coautor del estudio e investigador del Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica de la Universidad Northwestern . «Dentro de unos cinco mil millones de años, nuestro sol morirá, y no sabemos con precisión qué sucederá con los planetas en ese momento. El hecho de que los planetas puedan sobrevivir hasta esa etapa final del ciclo de vida estelar amplía considerablemente el abanico de posibilidades sobre dónde y cuándo podrían existir planetas habitables en el universo«.

O’Connor es becario postdoctoral de CIERA en Northwestern, donde estudia astrofísica y dinámica estelar y planetaria. El estudio fue dirigido por Ryan J. MacDonald , profesor de planetas extrasolares en la Universidad de St. Andrews en Escocia.

Una órbita imposible

Cuando los astrónomos descubrieron WD1856b, quedaron inmediatamente perplejos. Ubicado a tan solo 80 años luz de la Tierra, este gigante gaseoso tiene entre cuatro y once veces la masa de Júpiter. Si bien la mayoría de las estrellas son muchísimo más grandes que sus planetas, WD1856b orbita una enana blanca relativamente pequeña, del tamaño de la Tierra. Las enanas blancas son densos restos estelares que quedan tras el agotamiento del combustible de una estrella similar al Sol y su muerte.

«Este es uno de los sistemas planetarios más extraños que conocemos», dijo O’Connor. «El radio del planeta es aproximadamente ocho veces mayor que el de la enana blanca, y orbita a una distancia extremadamente cercana, completando una revolución completa cada 1,4 días«.

La proximidad es especialmente desconcertante, ya que WD1856b no debería haber sobrevivido a la fase de gigante roja de su estrella. Cuando las estrellas similares al Sol agotan su combustible, se expanden hasta alcanzar más de 100 veces su tamaño original. Las gigantes rojas suelen engullir planetas cercanos antes de colapsar y convertirse en enanas blancas. Cuando nuestro Sol muera, por ejemplo, engullirá Mercurio, Venus y posiblemente la Tierra.

«La gran incógnita es cómo WD1856b llegó a su posición actual, y existen dos teorías», explicó O’Connor. «Una es que el planeta fue engullido por su estrella anfitriona mientras agonizaba y logró sobrevivir en el otro lado. La otra es que la migración se produjo debido al efecto gravitacional de otros objetos del sistema. La enana blanca forma parte de un sistema estelar triple, y las estrellas compañeras exteriores podrían haber influido en la órbita de WD1856b».

Una fiebre persistente

Para investigar esas posibilidades, el equipo de investigación utilizó el telescopio espacial James Webb (JWST) para medir la atmósfera, la temperatura y la masa del planeta. Entre sus hallazgos, descubrieron que el planeta es significativamente más caliente de lo esperado: unos 400 Kelvin (127 grados Celsius o 260 grados Fahrenheit), aproximadamente 240 grados más caliente de lo que se puede explicar únicamente por la luz de la enana blanca.

Al combinar las mediciones del JWST con modelos sobre cómo se enfrían los planetas gigantes con el tiempo, el equipo reconstruyó la historia del planeta. Dado que los planetas gigantes se enfrían a ritmos predecibles, O’Connor pudo rastrear la temperatura del planeta a lo largo del tiempo. El equipo descubrió que el planeta probablemente se calentó a medida que se acercaba a su estrella anfitriona, entre 3 y 5.500 millones de años después de que esta se convirtiera en una enana blanca. En este escenario, el planeta se mantuvo a una distancia segura durante la fase de gigante roja destructiva de su estrella y migró a su ubicación actual mucho más tarde.

«A medida que el planeta se acercaba a la Tierra, sus interacciones con la fuerte gravedad de la enana blanca provocaron que se calentara considerablemente», dijo O’Connor. «Desde entonces, se ha estado enfriando».

‘La muerte estelar no es el final’

Este sistema planetario podría ofrecer un anticipo del destino futuro de nuestro propio sistema solar. En lugar de terminar cuando el sol muera, nuestro sistema podría seguir evolucionando durante miles de millones de años.

«Estamos acostumbrados a mirar hacia el pasado cuando usamos telescopios, pero esta es la primera vez que hemos podido vislumbrar lo que podría suceder con los planetas exteriores que orbitan los restos de una estrella similar al Sol», dijo MacDonald. «Es como usar una máquina del tiempo para observar el futuro lejano de nuestro sistema solar».

Las observaciones también revelaron la presencia de metano y nubes en la atmósfera del planeta. Este estudio marca la primera vez que los científicos caracterizan la atmósfera de un planeta que orbita una estrella muerta.

«Esto es solo el comienzo de nuestra exploración de planetas que orbitan estrellas muertas con el JWST, y la búsqueda de más planetas que orbitan enanas blancas continúa», dijo MacDonald. «Nuestros resultados muestran que la muerte estelar no es el final: algunos planetas experimentan un futuro vibrante y lleno de vida después de la muerte de su estrella«.