Este planeta gigante es 4 veces más grande que su estrella muerta

Por primera vez, los astrónomos han descubierto evidencia de un planeta gigante que orbita una pequeña estrella enana blanca muerta. Y, sorprendentemente, el planeta del tamaño de Neptuno tiene más de cuatro veces el diámetro de la estrella del tamaño de la Tierra que orbita.

"Esta estrella tiene un planeta que no podemos ver directamente", dijo el autor del estudio Boris Gänsicke de la Universidad de Warwick en un comunicado de prensa . "Pero debido a que la estrella está tan caliente, está evaporando el planeta y detectamos la atmósfera que está perdiendo". De hecho, la estrella abrasadora está enviando una corriente de material vaporizado fuera del planeta a una velocidad de unos 260 millones de toneladas por día.

El nuevo descubrimiento sirve como la primera evidencia de un planeta gigantesco que sobrevive a la transición de una estrella a una enana blanca. Sugiere que los planetas en evaporación alrededor de las estrellas muertas pueden ser algo comunes en todo el universo. Y debido a que nuestro sol, como la mayoría de las estrellas, también eventualmente evolucionará a una enana blanca, el hallazgo podría incluso arrojar luz sobre el destino de nuestro sistema solar.

Un emparejamiento inesperado

La enana blanca en cuestión, denominada WDJ0914 + 1914, se encuentra a unos 1.500 años luz de distancia en la constelación de Cáncer. Aunque la enana blanca ya no está experimentando fusión nuclear como una estrella normal, su calor persistente significa que sigue siendo una ampolla de 49,500 grados Fahrenheit (25,000 grados Celsius). Eso es unas cinco veces más caliente que el sol.

Los investigadores inicialmente marcaron el núcleo estelar ardiente para el seguimiento después de examinar alrededor de 7,000 enanas blancas identificadas por el Sloan Digital Sky Survey. Cuando el equipo analizó los espectros únicos de WDJ0914 + 1914, detectaron las huellas químicas del hidrógeno, lo que es algo inusual. Pero también detectaron signos de oxígeno y azufre, elementos que nunca antes habían visto en una enana blanca.

"Fue uno de esos descubrimientos casuales", dijo Gänsicke en un comunicado de prensa del Observatorio Europeo Austral (ESO) . "Sabíamos que tenía que haber algo excepcional en este sistema, y ​​[especulamos] que podría estar relacionado con algún tipo de remanente planetario".

Entonces, para obtener una mejor comprensión de lo que estaba sucediendo en el extraño sistema, el equipo utilizó el instrumento X-shooter en el Very Large Telescope de ESO en Chile para realizar observaciones de seguimiento. Sobre la base de una mirada más detallada, los investigadores descubrieron que los elementos inusuales que creían que estaban incrustados en la enana blanca en realidad provenían de un disco de gas que giraba alrededor de la estrella muerta.

"Al principio, pensamos que se trataba de una estrella binaria con un disco de acreción formado por la masa que fluye entre las dos estrellas", dijo Gänsicke. "Sin embargo, nuestras observaciones muestran que es una enana blanca única con un disco alrededor de aproximadamente 10 veces el tamaño de nuestro sol, hecha únicamente de hidrógeno, oxígeno y azufre. Tal sistema nunca se había visto antes, y fue inmediatamente claro para mí que se trataba de una estrella única ".

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Después de darse cuenta de cuán inusual era realmente la enana blanca, el equipo cambió su enfoque para descubrir qué demonios podría crear tal sistema.

"Tomó algunas semanas de mucho pensarlo para darse cuenta de que la única forma de hacer ese disco es la evaporación de un planeta gigante", dijo Matthias Schreiber, astrónomo de la Universidad de Valparaíso en Chile, quien fue vital para determinar La evolución pasada y futura del extraño sistema. Su análisis detallado de la composición del disco coincidió con lo que los astrónomos esperarían si las tripas de un gigante de hielo como Urano y Neptuno se vaporizaran en el espacio.

Según los cálculos de Schreiber, la temperatura extrema de la enana blanca significa que está bombardeando el planeta gigante cercano, que se encuentra a 0.7 unidades astronómicas (UA) de la estrella, donde 1 UA es la distancia Tierra-Sol, con fotones de alta energía. Esto está causando que el planeta pierda su masa a una velocidad de más de 3.000 toneladas por segundo.

Pero según el documento, publicado el miércoles en Nature , "A medida que la enana blanca continúa enfriándose, la tasa de pérdida de masa disminuirá gradualmente y se volverá indetectable en [unos 350 millones de años]. Y para entonces, agrega el periódico, el planeta gigante solo habrá perdido "una fracción insignificante de su masa total", o aproximadamente 0.04 masas de Neptuno.

Debido a que el planeta gigante se encuentra tan cerca de la enana blanca, los investigadores dicen que debería haber sido destruido durante la fase gigante roja de las estrellas. Es decir, a menos que migrara hacia adentro después de que la estrella hiciera la transición a una enana blanca.

"Este descubrimiento es un gran avance porque en las últimas dos décadas tuvimos evidencia creciente de que los sistemas planetarios sobreviven en la etapa de enana blanca", dijo Gänsicke. "Hemos visto muchos asteroides, cometas y otros pequeños objetos planetarios que golpean a las enanas blancas, y explicar estos eventos requiere cuerpos más grandes de masas planetarias más lejos. Tener evidencia de un planeta real en el que se dispersó es un paso importante". ".

destino final del sistema solar

El concepto de este artista muestra cómo se espera que se vea el sistema solar después de que el sol se convierta en un gigante rojo, destruyendo Mercurio, Venus y probablemente la Tierra, antes de transformarse en una estrella enana blanca muerta, pero aún humeante. (Crédito: Mark Garlick)

El destino final de nuestro sistema solar

En 5 mil millones de años, cuando el sol quema el último hidrógeno en su núcleo, pasará a fusionar capas concéntricas de hidrógeno alrededor de su núcleo ahora inerte. Este proceso inestable hará que el sol se convierta en un gigante rojo, lo que significa que se tragará Mercurio, Venus y probablemente la Tierra.

Pero a medida que el sol se expande, su agarre gravitacional en su envoltura externa de material se vuelve más y más tenue. Eventualmente, arrojará sus capas externas al espacio. Y una vez que lo haga, un astrónomo alienígena vería una hermosa nebulosa planetaria que rodea el núcleo increíblemente caliente quemado del sol, conocido como una enana blanca.

En un artículo complementario también publicado el miércoles en Astrophysical Journal Letters, Schreiber y Gänsicke exploran este escenario, detallando cómo el futuro sol enano blanco debería, como WDJ0914 + 1914, evaporar los planetas gigantes de nuestro sistema solar.

"En cierto sentido", dijo Schreiber, "WDJ0914 + 1914 nos proporciona una visión del futuro muy lejano de nuestro propio sistema solar".

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