Un planeta que no debería existir, ha sido encontrado rondando una estrella moribunda

El planeta 8 Ursae Minoris b orbita una estrella a unos 530 años luz de distancia que está agonizando. Se habría esperado que la estrella, una gigante roja hinchada, se expandiera más allá de la órbita del planeta antes de retroceder a su tamaño actual.

En otras palabras, la estrella habría engullido y destrozado cualquier planeta que orbitara cerca de ella. Sin embargo, el planeta permanece en una órbita estable y casi circular.

El descubrimiento de esta situación aparentemente imposible, fue realizado con el satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA. Mostrando que la formación (y destrucción) de planetas es probablemente mucho más compleja e impredecible de lo que se podría haber pensado.

El artículo que describe el resultado del TESS, “Un planeta gigante cercano escapa de ser engullido por su estrella”, fue publicado en la revista Nature en junio de 2023 por un equipo científico internacional dirigido por el astrónomo Marc Hon de la Universidad de Hawaii.

Gigantes rojas, un final esperado

A medida que estrellas como nuestro Sol se acercan al final de sus vidas, comienzan a agotar su combustible nuclear. Se convierten en gigantes rojas y se expanden hasta su tamaño máximo.

Si eso hubiera sucedido en este caso, la estrella habría crecido desde su centro hasta 0.7 unidades astronómicas, es decir, aproximadamente tres cuartos de la distancia entre la Tierra y el Sol. Se habría tragado y destruido cualquier planeta cercano en órbita en el proceso.

Pero el planeta b, un gran mundo gaseoso, se encuentra a aproximadamente 0.5 unidades astronómicas, o AU. Debido a que el planeta no podría haber sobrevivido a la inmersión, Marc Hon, autor principal de un artículo reciente sobre el descubrimiento, propone dos posibilidades:

1. El planeta es realmente el sobreviviente de una fusión entre dos estrellas, o
2. Es un planeta nuevo, formado de los escombros que dejó esa fusión.

Escenarios incompatibles

El primer escenario comienza con dos estrellas del tamaño de nuestro Sol en órbitas cercanas entre sí, y el planeta orbita ambas. Una de las estrellas “evoluciona” un poco más rápido que la otra, pasando por su fase de gigante roja, desprendiéndose de sus capas externas y convirtiéndose en una enana blanca.

El otro apenas llega a la etapa de gigante roja antes de que los dos choquen; lo que queda es la gigante roja que vemos hoy. Esta fusión, sin embargo, impide que la gigante roja se expanda aún más, evitando la destrucción del planeta en órbita.

En el segundo escenario, la violenta fusión de las dos estrellas expulsa una gran cantidad de polvo y gas, que forma un disco alrededor de la gigante roja restante.

Este disco "protoplanetario" proporciona la materia prima para la fusión de un nuevo planeta en una especie de segunda vida para un sistema planetario, aunque la estrella todavía esté cerca de su fin.

Nuevas técnicas de detección

¿Cómo pueden los astrónomos inferir una serie de eventos tan caótica a partir de observaciones actuales? Todo se reduce a una física estelar bien entendida.

El TESS, que busca planetas, también se puede utilizar para observar las vibraciones y los terremotos en estrellas distantes haciendo "astrosismología”, y estos siguen patrones conocidos durante la fase de gigante roja.

El patrón de oscilaciones que le equipo de investigadores descubrió en 8 Ursae Minoris, coincide con el de las gigantes rojas en una etapa tardía de quema de helio, pues una que todavía se esté expandiendo a medida que avanza todavía quema hidrógeno.

Entonces no es que la estrella todavía esté creciendo y aún no haya llegado al planeta. La expansión ha sucedido yendo y viniendo, pero el planeta de alguna manera sigue existiendo, resistiendo, ¿será que nuestro planeta logré esta hazaña? Lo sabremos en 5,000 millones de años.