El diagrama ilustra la lenta destrucción del sistema planetario de G238-44, con la diminuta enana blanca en el centro, rodeada por un tenue disco de acreción formado por fragmentos de cuerpos destrozados que caen sobre la estrella muerta. Los asteroides restantes forman una fina corriente de material que rodea la estrella. Todavía pueden existir planetas gigantes gaseosos más grandes en el sistema, y mucho más lejos hay un cinturón de cuerpos helados como los cometas. Crédito:NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
La violenta agonía de una estrella cercana interrumpió tan completamente su sistema planetario que la estrella muerta que quedó atrás, conocida como enana blanca, está absorbiendo escombros tanto del interior como del exterior del sistema, informan hoy astrónomos y colegas de la UCLA.
Este es el primer caso de canibalismo cósmico en el que los astrónomos han observado una enana blanca que consume tanto material rocoso-metálico, probablemente de un asteroide cercano, como material helado, que se presume que proviene de un cuerpo similar a los encontrados en el cinturón de Kuiper en la franja. de nuestro propio sistema solar.
"Nunca hemos visto estos dos tipos de objetos acumularse en una enana blanca al mismo tiempo", 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 hallazgos se basan en un análisis de materiales capturados por 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 satélites y observatorios adicionales de la NASA. Una enana blanca es el núcleo quemado que queda después de que una estrella como nuestro sol arroja sus capas exteriores y deja de quemar combustible a través de la fusión nuclear.
Tan sorprendente como es la amplia dieta de la enana blanca, los hallazgos también son intrigantes porque los astrónomos creen que los objetos helados chocaron contra los planetas secos y rocosos de nuestro sistema solar, incluida la Tierra, y los irrigaron. Hace miles de millones de años, se cree que cometas y asteroides trajeron agua a nuestro planeta, generando las condiciones necesarias para la vida. La composición del material detectado que llueve sobre G238-44 implica que los depósitos de hielo podrían ser comunes entre los sistemas planetarios, 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 con una variedad de elementos volátiles como el carbono, el nitrógeno y el oxígeno", dijo Zuckerman. "La abundancia de los elementos que vemos en esta enana blanca parece provenir tanto de un cuerpo padre rocoso como de un cuerpo padre rico en volátiles, el primer ejemplo que hemos encontrado entre los estudios de cientos de enanas blancas".
Caos y destrucción:de estrella viviente a gigante roja y enana blanca
Las teorías de la evolución del sistema planetario describen la desaparición de una estrella como un evento turbulento y caótico, que comienza cuando primero se infla exponencialmente en lo que se conoce como gigante roja y luego pierde rápidamente sus capas externas, colapsando en una enana blanca, una estrella súper densa del tamaño de la Tierra, con una masa de nuestro sol. El proceso interrumpe drásticamente las órbitas de los planetas restantes, y los objetos más pequeños (asteroides, cometas, lunas) que se acercan demasiado a ellos pueden dispersarse como bolas de billar y enviarse a toda velocidad hacia la enana blanca.
Este estudio confirma la verdadera escala del caos, 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 cercano y sus regiones lejanas similares al cinturón de Kuiper. .
Aunque los astrónomos han catalogado más de 5.000 planetas fuera de nuestro sistema solar, el único planeta del que tenemos conocimiento directo es la Tierra. Debido a que los materiales que se acumulan en G238-44 son representativos de los componentes básicos de los principales planetas, este canibalismo de 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, dijo Beth, investigadora de astronomía de la UCLA. Klein, miembro del equipo.
El equipo midió la presencia de nitrógeno, oxígeno, magnesio, silicio y hierro, entre otros elementos, en la atmósfera de la enana blanca. Su detección de hierro en gran abundancia es evidencia de núcleos metálicos de planetas terrestres, como la Tierra, Venus, Marte y Mercurio, dijo Johnson. Abundancias inesperadamente altas de nitrógeno los llevaron a concluir que también había 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 condiciones muy diferentes de formación planetaria. No se conoce ningún objeto del sistema solar con tanto de ambos".
Los investigadores dicen que el escenario final para nuestro propio sol dentro de unos 5 mil millones de años probablemente será bastante similar a lo que se ha visto con 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 de los asteroides en el cinturón de asteroides principal de nuestro sistema solar serán perturbadas gravitacionalmente por Júpiter y también caerán sobre el remanente de enana blanca en el que se convertirá el sol, dijo.
Durante más de dos años, el grupo de investigación de la UCLA, junto con colegas de la UC San Diego y la Universidad de Kiel en Alemania, ha trabajado para desentrañar el misterio de G238-44 mediante el análisis de los elementos detectados en la estrella enana blanca.
Su análisis incluyó datos del explorador espectroscópico ultravioleta lejano retirado de la NASA, el espectrómetro Echelle de alta resolución del 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 cooperación internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea.
Los resultados del equipo se presentaron en una conferencia de prensa de la Sociedad Astronómica Estadounidense el 15 de junio. + Explora más
