Un nuevo estudio sugiere que las estrellas envejecidas pueden acabar con los planetas gigantes que orbitan alrededor de los más cercanos. La investigación, dirigida por astrónomos de la UCL (University College London) y la Universidad de Warwick, proporciona nueva evidencia de que estos planetas pueden ser atraídos hacia adentro y destruidos a medida que evolucionan sus estrellas anfitrionas.
Las estrellas como nuestro Sol eventualmente se quedan sin combustible de hidrógeno. Cuando esto sucede, comienzan a enfriarse y expandirse, entrando en una etapa conocida como gigante roja. Los científicos estiman que el Sol alcanzará esta etapa en unos cinco mil millones de años.
Nuevos hallazgos, publicados Boletín mensual de la Real Sociedad AstronómicaBasado en observaciones de casi medio millón de estrellas que recientemente han entrado en esta fase de “posterior a la secuencia principal” de su ciclo de vida.
Planetas desaparecidos alrededor de gigantes rojas
Los investigadores han identificado 130 planetas y candidatos a planetas (es decir, aún debe confirmarse) que orbitan alrededor de estas estrellas, incluidos 33 que no habían sido detectados anteriormente.
Sin embargo, surgió un patrón claro. Los planetas en órbitas estrechas eran mucho menos comunes alrededor de estrellas que se habían expandido lo suficiente como para convertirse en gigantes rojas (es decir, que estaban más avanzadas en su posterior evolución de secuencia principal). Esto sugiere que muchos de estos planetas cercanos ya han sido destruidos.
El autor principal, el Dr. Edward Bryant (Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard de la UCL y la Universidad de Warwick) explicó: “Esta es una fuerte evidencia de que a medida que las estrellas evolucionan a partir de su secuencia principal, rápidamente pueden formar planetas en espiral hacia ellas y ser destruidos. Esto ha sido objeto de debate y teoría durante algún tiempo, pero ahora podemos ver directamente los efectos a gran escala de estas mediciones estelares.
“Esperábamos ver este efecto, pero aún nos sorprende lo eficientes que parecen ser estas estrellas a la hora de engullir a sus planetas cercanos”.
Atracción gravitacional que destruye planetas
El equipo cree que el proceso está impulsado por un tira y afloja gravitacional entre la estrella y sus planetas, conocido como interacciones de marea. Este efecto se vuelve más fuerte a medida que una estrella crece.
El Dr. Bryant dijo: “Creemos que la destrucción es causada por el tira y afloja gravitacional entre el planeta y la estrella, llamado interacción de marea. A medida que la estrella evoluciona y se expande, esta interacción se vuelve más fuerte. Así como la Luna atrae los océanos de la Tierra para crear mareas, el planeta atrae a la estrella. Estas interacciones ralentizan su pulsación y la ralentizan. Hacia adentro hasta que se rompe. Va o cae en las estrellas”.
¿Qué significa esto para nuestro sistema solar?
Los hallazgos también plantean dudas sobre el futuro lejano de nuestro propio sistema solar.
El coautor Dr. Vincent van Eylen (Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard de la UCL) dijo: “En unos pocos miles de millones de años, nuestro propio Sol crecerá y se convertirá en una gigante roja. Cuando eso suceda, ¿sobrevivirán los planetas del Sistema Solar? Estamos descubriendo que en algunos casos los planetas no lo hacen”.
“Las Tierras son ciertamente más seguras en nuestro estudio que los planetas gigantes, que están mucho más cerca de sus estrellas. Pero sólo hemos visto la primera parte de la fase posterior a la secuencia principal, los primeros uno o dos millones de años: las estrellas tienen mucha más evolución.
“A diferencia de los planetas gigantes que faltan en nuestro estudio, la Tierra misma podría sobrevivir a una fase de gigante roja procedente del Sol. Pero la vida en la Tierra probablemente no lo hará”.
Cómo los científicos encontraron planetas
Para llevar a cabo el estudio, los investigadores utilizaron datos del satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA. Se basaron en un algoritmo informático para detectar las pequeñas y repetidas caídas en la luz de las estrellas que ocurren cuando un planeta pasa frente a su estrella. El análisis se centró en planetas gigantes con períodos orbitales cortos (es decir, que no tardan más de 12 días en orbitar su estrella).
El equipo comenzó con más de 15.000 señales posibles. Después de aplicar controles rigurosos para eliminar falsos positivos, redujeron la lista a 130 planetas y planetas candidatos. De ellos, 48 ya han sido confirmados, 49 fueron identificados previamente como candidatos a planetas (es decir, aún deben ser confirmados) y 33 son candidatos recién descubiertos.
Planetas menores a medida que las estrellas evolucionan
Los resultados muestran una clara disminución en el número de planetas gigantes cercanos a medida que la estrella envejece. En total, sólo el 0,28% de las estrellas estudiadas albergaban planetas de este tipo. Las estrellas más jóvenes posteriores a la secuencia principal tuvieron una tasa más alta del 0,35%, similar a las estrellas de la secuencia principal. Por el contrario, la gigante roja más evolucionada mostró una tasa mucho menor, de sólo el 0,11%. (Para este análisis, los investigadores excluyeron los 12 más pequeños de los 130 planetas identificados).
Utilizando datos de TESS, los científicos pueden estimar el tamaño (radio) de cada planeta. Para confirmar si estos objetos son realmente planetas y no candidatos a planetas, los astrónomos deben determinar sus masas y descartar alternativas como estrellas de baja masa o enanas marrones (“estrellas fallidas” cuyas presiones centrales no son lo suficientemente altas como para iniciar la fusión nuclear).
Esto se hace rastreando los movimientos sutiles de la estrella anfitriona y midiendo la atracción gravitacional ejercida por el objeto en órbita.
El Dr. Bryant añadió: “Una vez que tengamos las masas de estos planetas, nos ayudará a comprender exactamente qué causa que estos planetas entren en espiral y mueran”.
Los investigadores recibieron financiación del Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas del Reino Unido (STFC).
