Anastasios (Andy) Tzanidakis estaba revisando las observaciones archivadas del telescopio de 2020 cuando notó algo inusual. Una estrella aparentemente ordinaria llamada Gaia20ehk se comportaba de una manera que los astrónomos rara vez ven. Ubicada a unos 11.000 años luz de la Tierra cerca de la estrella Pupis, Gaia20ehk es una estrella estable de “secuencia principal” similar a nuestro Sol. Este tipo de estrellas suelen brillar con un brillo constante y predecible. En cambio, comienza a sacudirse erráticamente.
“La emisión de luz de la estrella era agradable y plana, pero a partir de 2016 tuvo estos tres brillos. Y luego, alrededor de 2021, se quedó completamente en blanco”, dijo Tzanidakis, candidato a doctorado en astronomía en la Universidad de Washington. “No puedo enfatizar lo suficiente que estrellas como nuestro Sol no hacen eso. Entonces, cuando lo vimos, pensamos: ‘Hola, ¿qué está pasando aquí?'”
La evidencia apunta a una colisión planetaria gigante
Los investigadores finalmente determinaron que el extraño comportamiento no provenía de la estrella. En cambio, grandes cantidades de roca y polvo pasaron frente a las estrellas mientras orbitaban el sistema, bloqueando parcialmente la luz hacia la Tierra. Los escombros parecen haber sido creados por un evento extraordinario: una violenta colisión entre dos planetas.
“Es increíble que diferentes telescopios hayan captado este efecto en tiempo real”, dijo Tzanidakis. “Hay pocas colisiones planetarias de cualquier tipo registradas y ninguna tan similar a los impactos de la Tierra y la Luna. Si podemos observar más momentos similares en otras partes de la galaxia, nos enseñará mucho sobre la estructura de nuestro mundo”.
El análisis del equipo fue publicado el 11 de marzo. Cartas de revistas astrofísicas.
¿Por qué chocan los planetas?
La formación planetaria es un proceso caótico. Alrededor de las estrellas jóvenes, la gravedad atrae material como polvo, gas, hielo y escombros rocosos que orbitan alrededor de la estrella. En las primeras etapas de un sistema solar, las colisiones entre cuerpos planetarios en crecimiento son comunes. Algunos mundos se estrellan entre sí, mientras que otros son arrojados al espacio. A lo largo de millones de años, este proceso da forma y estabiliza gradualmente sistemas planetarios como el nuestro.
Aunque estas colisiones probablemente sean comunes en el universo, presenciar una desde la Tierra es extremadamente difícil. Para detectarlo, los desechos en órbita deben pasar directamente entre nosotros y la estrella, bloqueando parte de su luz. El patrón aburrido resultante puede desarrollarse lentamente, a veces durante años.
“El trabajo único de Andy utiliza décadas de datos para encontrar cosas que suceden lentamente: historias astronómicas que abarcan una década”, dijo el autor principal James Davenport, profesor asistente de investigación de astronomía de la Universidad de Washington. “No muchos investigadores buscan eventos de esta manera, lo que significa que todo tipo de descubrimientos están potencialmente en juego”.
Las señales infrarrojas revelan desechos calientes
Tzanidakis, autor principal del estudio, se centra en estrellas que muestran cambios dramáticos de brillo con el tiempo. Investigaciones anteriores de la Universidad de Washington ayudaron a identificar un sistema en el que una estrella binaria y una gran nube de polvo produjeron un eclipse que duró siete años.
Gaia20ehk, sin embargo, presentó un enigma completamente diferente. Su brillo primero disminuye brevemente y luego se vuelve extremadamente caótico. Los científicos lucharon por explicar el patrón hasta que Davenport sugirió probar las observaciones tomadas en luz infrarroja en lugar de luz visible.
“La curva de la luz infrarroja era exactamente opuesta a la de la luz visible”, dijo Tzanidakis. “A medida que la luz visible comienza a parpadear y atenuarse, la luz infrarroja aumenta. Lo que podría significar que el material que bloquea la estrella está caliente, tan caliente que brilla en el infrarrojo”.
Una colisión planetaria violenta fácilmente podría generar ese nivel de calor. Un evento así también explicaría caídas anteriores en el brillo que observaron los astrónomos.
“Esto puede deberse a que los dos planetas se acercan cada vez más en espiral”, dijo Tzanidakis. “Primero, tuvieron una serie de impactos rasantes, que no producirían mucha energía infrarroja. Luego, tuvieron grandes colisiones catastróficas, y el infrarrojo realmente aumentó”.
Un posible eco de la formación de la luna en la Tierra
También hay indicios de que esta colisión puede haber sido análoga al evento que formó la Tierra y la Luna hace unos cuatro mil quinientos millones de años. La nube de escombros alrededor de Gaia20ehk parece orbitar la estrella a aproximadamente una unidad astronómica, que es aproximadamente la misma distancia entre la Tierra y el Sol.
En ese lugar, el material disperso podría eventualmente enfriarse y fusionarse en nuevos cuerpos planetarios, formando potencialmente algo parecido al sistema de tipo lunar de la Tierra. Sin embargo, los científicos tendrán que esperar a que la nube de escombros se asiente antes de saber qué se forma finalmente. Este proceso puede tardar años, o incluso millones de años.
Los futuros telescopios podrán detectar muchas más colisiones
Por ahora, el descubrimiento resalta la importancia de seguir investigando el impacto planetario. Se espera que el Telescopio de rastreo Simoni del Observatorio Vera C. Rubin del NSF-DOE desempeñe un papel importante a finales de este año cuando comience a estudiar sucesiones en el espacio y el tiempo. Según las estimaciones aproximadas de Davenport, el Observatorio Rubin podría detectar alrededor de 100 colisiones similares durante la próxima década.
Encontrar más eventos de este tipo podría mejorar la comprensión de los científicos sobre cómo evolucionan los sistemas planetarios y ayudar a limitar la búsqueda de mundos habitables fuera de nuestro sistema solar.
“¿Qué tan raro es el evento que creó la Tierra y la Luna? Esta pregunta es fundamental para la astronomía”, dijo Davenport. “La Luna parece ser un elemento mágico que hace de la Tierra un buen lugar para la vida. Puede ayudar a proteger la Tierra de algunos asteroides, crea mareas oceánicas y un clima que permite que la química y la biología se mezclen globalmente, y también puede desempeñar un papel en el impulso de la actividad de las placas tectónicas. En este momento, no sabemos qué tan comunes son estos gatos. Vamos a empezar a descubrirlo”.
