Los astrónomos han encontrado pruebas contundentes de que TOI-5882, una estrella similar al Sol a unos 1.300 años luz de la Tierra, se ha tragado uno de sus propios planetas.
El equipo, dirigido por la astrónoma Brooke Cotten de la Universidad de Michigan, descubrió una pista importante sobre la composición química de la estrella. TOI-5882 contiene mucho más litio del que los investigadores normalmente esperarían encontrar en una estrella de este tipo.
“Eres lo que comes, ¿verdad?” dijo Cotten, un estudiante de posgrado investigador en el Departamento de Astronomía de la UM y autor principal del nuevo informe. Diario astrofísico. “Sabemos que los planetas tienen mucho más litio en su material que las estrellas. Así que si una estrella se come un planeta, necesitará una gran cantidad de litio”.
La investigación fue financiada, en parte, por fondos federales de la NASA y la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos.
Cómo devoran los planetas
Los astrónomos utilizan el término hundimiento para describir lo que sucede cuando una estrella envuelve un planeta. Estos eventos se desarrollan extremadamente rápidamente en escalas de tiempo cósmicas, y a veces duran sólo días o semanas.
Debido a que el proceso es tan corto, es poco probable que los científicos atrapen una estrella en este acto. En cambio, deben buscar rastros químicos y otras pruebas que queden después de la desaparición del planeta.
“Eso es lo que hace que este campo sea tan apasionante. Realmente estás resolviendo un misterio”, dijo Cotten, quien comenzó a trabajar en la investigación como estudiante de posgrado como parte del programa Lamat de la Universidad de California, Santa Cruz. “No podemos simplemente observar cómo ocurre el crimen, así que tenemos que trabajar con todas las pistas que nos dan para descubrir la causa”.
Aprender cómo detectar estos eventos puede ayudar a los astrónomos a determinar con qué frecuencia eclipsan planetas y bajo qué condiciones podrían ocurrir.
Se espera que nuestro propio sistema solar experimente un destino similar en un futuro lejano. En unos 5 mil millones de años, el Sol llegará al final de su vida y se expandirá hasta convertirse en una gigante roja. A medida que crezca, engullirá a Mercurio, Venus y posiblemente a la Tierra.
Una enana marrón puede desempeñar un papel
TOI-5882 aún no se ha expandido lo suficiente como para explicar cómo podría engullir un planeta. Esto llevó a los investigadores a considerar otra posibilidad.
Es posible que la estrella haya recibido ayuda.
Un objeto gaseoso masivo también orbita TOI-5882. Es más de 20 veces más masiva que Júpiter, pero aún es demasiado pequeña para quemarse y convertirse en una verdadera estrella. Los astrónomos clasifican este tipo de objetos como enanas marrones.
Es posible que la enana marrón haya perturbado la órbita del planeta desaparecido y lo haya enviado a hundirse en TOI-5882. Kotten dijo que esa posibilidad será investigada en un estudio separado.
El litio proporciona una huella química
El litio proporciona a los astrónomos un medio valioso para investigar la participación planetaria. Las estrellas contienen naturalmente algo de litio, pero los planetas suelen contener concentraciones mucho más altas del elemento, dijo Seth Jacobson, autor principal del estudio y profesor asistente en la Universidad Estatal de Michigan.
“Los átomos de litio entregados a una estrella durante un eclipse planetario son como aficionados al deporte que llegan a un estadio”, dijo. “Es posible que ya haya algunos ventiladores que lleguen temprano, lo que representa la cantidad inicial de litio en la atmósfera de la estrella, pero rápidamente se ven superados en número”.
A juzgar por la cantidad de litio detectada en TOI-5882, los investigadores estiman que el planeta que lo envuelve podría tener una masa entre la de alguna Tierra y la masa de Neptuno.
“Que podamos mirar una estrella a 1.300 años luz de distancia y decir con confianza: ‘Esta estrella tiene más litio de lo que esperabas’ es un testimonio tanto de la precisión de los instrumentos modernos como del riguroso trabajo interpretativo para comprender esa señal”, dijo Melinda Soares-Furtado, profesora principal y profesora asistente de investigación en la Universidad de Wicon.
Comparando TOI-5882 con estrellas similares
El proyecto reunió a 14 investigadores de Estados Unidos y Chile. El equipo utilizó espectroscopía para buscar signos de litio en TOI-5882, un método que analiza su luz para revelar su composición química.
Las observaciones han demostrado que la estrella tiene una gran cantidad de material. El siguiente desafío fue demostrar que su capa de litio era inusual para una estrella con propiedades similares.
Para probar esto, los investigadores reunieron un grupo de comparación de 62 estrellas con la misma edad, masa y temperatura. Luego evaluaron TOI-5882 frente a esas estrellas utilizando diferentes métodos.
“Y no es que haya que seleccionar los datos para distinguirlos. Es poderoso”, dijo Soares-Furtado. “No importa cómo se mire, TOI-5882 es tan rico en litio que aparece al menos en el percentil 97”.
Una estrella rara que ha conservado evidencia
El trabajo se basa en investigaciones anteriores de Soares-Furtado que identificaron los tipos de estrellas con mayor probabilidad de preservar evidencia de participación planetaria.
Muchas estrellas son malas candidatas porque las firmas químicas de los planetas eclipsados pueden desvanecerse o volverse difíciles de distinguir. TOI-5882, sin embargo, parecía ser una de las raras estrellas cuyas evidencias aún podían detectarse.
Algunas estrellas del grupo de comparación también mostraron niveles de litio inesperadamente altos. Este hallazgo sugiere que la acreción planetaria puede no ser el único proceso capaz de enriquecer una estrella con litio, lo que plantea otra pregunta que los astrónomos deben investigar.
Para Cotten, la incertidumbre es parte del atractivo.
“Cuando era niño, soñaba con ser investigador privado”, dijo. “Creo que eso explica mucho de dónde terminé. Me siento como un detective”.
