Los investigadores que utilizan el Very Large Telescope de ESO tienen, por primera vez, encontró evidencia de un planeta gigante asociado con una estrella enana blanca. El planeta orbita a la enana blanca caliente, el remanente de una estrella parecida al Sol, de cerca, haciendo que su atmósfera se elimine y forme un disco de gas alrededor de la estrella. Este sistema único insinúa cómo podría ser nuestro propio Sistema Solar en un futuro lejano.

"Fue uno de esos descubrimientos fortuitos, "dice el investigador Boris Gänsicke, de la Universidad de Warwick en el Reino Unido, quien dirigió el estudio, publicado hoy en Naturaleza . El equipo había inspeccionado alrededor de 7000 enanas blancas observadas por el Sloan Digital Sky Survey y encontró que una no se parecía a ninguna otra. Al analizar variaciones sutiles en la luz de la estrella, encontraron rastros de elementos químicos en cantidades que los científicos nunca antes habían observado en una enana blanca. "Sabíamos que tenía que haber algo excepcional en este sistema, y especuló que podría estar relacionado con algún tipo de remanente planetario ".

Para tener una mejor idea de las propiedades de esta estrella inusual, llamado WDJ0914 + 1914, el equipo lo analizó con el instrumento X-shooter del Very Large Telescope de ESO en el desierto chileno de Atacama. Estas observaciones de seguimiento confirmaron la presencia de hidrógeno, oxígeno y azufre asociados con la enana blanca. Al estudiar los detalles finos en los espectros tomados por el X-shooter de ESO, el equipo descubrió que estos elementos estaban en un disco de gas girando hacia la enana blanca, y no viniendo de la estrella misma.

"Fueron necesarias algunas semanas de mucho pensamiento para darme cuenta de que la única forma de hacer un disco de este tipo es la evaporación de un planeta gigante". "dice Matthias Schreiber de la Universidad de Valparaíso en Chile, quien calculó la evolución pasada y futura de este sistema.

Las cantidades detectadas de hidrógeno, el oxígeno y el azufre son similares a los que se encuentran en las capas atmosféricas profundas de hielo, planetas gigantes como Neptuno y Urano. Si un planeta así estuviera orbitando cerca de una enana blanca caliente, la radiación ultravioleta extrema de la estrella despojaría sus capas externas y parte de este gas despojado se arremolinaría en un disco, sí mismo acrecentándose en la enana blanca. Esto es lo que los científicos creen que están viendo alrededor de WDJ0914 + 1914:el primer planeta en evaporación que orbita alrededor de una enana blanca.

Combinando datos de observación con modelos teóricos, el equipo de astrónomos del Reino Unido, Chile y Alemania pudieron pintar una imagen más clara de este sistema único. La enana blanca es pequeña y, a 28.000 grados Celsius (cinco veces la temperatura del Sol), extremadamente caliente. Por el contrario, el planeta es helado y grande, al menos dos veces más grande que la estrella. Dado que orbita a la enana blanca caliente a corta distancia, abriéndose camino en solo 10 días, los fotones de alta energía de la estrella están alejando gradualmente la atmósfera del planeta. La mayor parte del gas se escapa, pero una parte es empujada hacia un disco que gira hacia la estrella a una velocidad de 3000 toneladas por segundo. Es este disco el que hace visible el planeta similar a Neptuno oculto.

"Esta es la primera vez que podemos medir las cantidades de gases como oxígeno y azufre en el disco, que proporciona pistas sobre la composición de las atmósferas de exoplanetas, "dice Odette Toloza de la Universidad de Warwick, quien desarrolló un modelo para el disco de gas que rodea a la enana blanca.

"El descubrimiento también abre una nueva ventana al destino final de los sistemas planetarios, "añade Gänsicke.

Las estrellas como nuestro Sol queman hidrógeno en sus núcleos durante la mayor parte de sus vidas. Una vez que se acaben este combustible, se hinchan hasta convertirse en gigantes rojas, volviéndose cientos de veces más grandes y envolviendo planetas cercanos. En el caso del Sistema Solar, esto incluirá a Mercurio, Venus, e incluso la tierra, que serán consumidos por el Sol gigante rojo en unos 5 mil millones de años. Finalmente, Las estrellas parecidas al sol pierden sus capas externas, dejando atrás solo un núcleo quemado, una enana blanca. Tales remanentes estelares todavía pueden albergar planetas, y se cree que muchos de estos sistemas estelares existen en nuestra galaxia. Sin embargo, hasta ahora, los científicos nunca habían encontrado evidencia de un planeta gigante superviviente alrededor de una enana blanca. La detección de un exoplaneta en órbita alrededor de WDJ0914 + 1914, ubicado a unos 1500 años luz de distancia en la constelación de Cáncer, puede ser la primera de muchas estrellas en órbita.

Según los investigadores, el exoplaneta ahora encontrado con la ayuda del X-shooter de ESO orbita a la enana blanca a una distancia de solo 10 millones de kilómetros, o 15 veces el radio solar, que habría estado en lo más profundo del gigante rojo. La posición inusual del planeta implica que en algún momento después de que la estrella anfitriona se convirtiera en una enana blanca, el planeta se acercó a él. Los astrónomos creen que esta nueva órbita podría ser el resultado de interacciones gravitacionales con otros planetas del sistema. lo que significa que más de un planeta puede haber sobrevivido a la violenta transición de su estrella anfitriona.

"Hasta hace poco, muy pocos astrónomos se detuvieron a reflexionar sobre el destino de los planetas que orbitan alrededor de estrellas moribundas. Este descubrimiento de un planeta que orbita de cerca alrededor de un núcleo estelar quemado demuestra con fuerza que el Universo desafía una y otra vez nuestras mentes a ir más allá de nuestras ideas establecidas. "concluye Gänsicke.

Esta investigación fue presentada en un artículo que aparecerá en Naturaleza .