Primera observación de una estrella 'zombi' comiendo restos de un planeta muerto

Investigadores de la Universidad de Warwick, en Inglaterra, han observado por primera vez los restos de un planeta desintegrado al chocar con el cadáver de una estrella ‘zombi’.

Un nuevo estudio publicado en la revista Nature confirma décadas de evidencia indirecta de restos de planetas en desintegración que se precipitan hacia las enanas blancas en toda la galaxia.

Los científicos usaron rayos X para detectar el material rocoso y gaseoso que deja un sistema planetario tras la muerte de su estrella anfitriona al colisionar y consumirse dentro de la superficie de la estrella.

Los resultados son la primera medición directa de la acreción de material rocoso en una enana blanca, y confirman décadas de pruebas indirectas de acreción en más de mil estrellas hasta ahora. El acontecimiento observado se produjo miles de millones de años después de la formación del sistema planetario.

El destino de la mayoría de las estrellas, incluidas las de nuestro Sol, es convertirse en una enana blanca. Se han descubierto más de 300.000 estrellas enanas blancas en nuestra galaxia, y se cree que muchas de ellas están acumulando los restos de planetas y otros objetos que alguna vez orbitaron alrededor de ellas.

Desde hace varias décadas, los astrónomos utilizan la espectroscopia en longitudes de onda ópticas y ultravioletas para medir la abundancia de elementos en la superficie de la estrella y calcular a partir de ella la composición del objeto del que procede.

Los astrónomos tienen pruebas indirectas de que estos objetos se están acrecentando activamente a partir de las observaciones espectroscópicas, que muestran que entre el 25 y el 50% de las enanas blancas tienen elementos pesados, como hierro, calcio y magnesio, en sus atmósferas. Sin embargo, hasta ahora los astrónomos no habían visto el material mientras era arrastrado hacia la estrella.

El doctor Tim Cunningham, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, destaca que "por fin hemos visto el material que entra realmente en la atmósfera de la estrella. Es la primera vez que podemos deducir una tasa de acreción que no depende de modelos detallados de la atmósfera de la enana blanca. Lo más destacable es que concuerda muy bien con lo que se ha hecho antes", añade en un comunicado.

"Anteriormente, las mediciones de las tasas de acreción han utilizado la espectroscopia y han dependido de modelos de enanas blancas. Se trata de modelos numéricos que calculan la rapidez con la que un elemento se hunde en la atmósfera dentro de la estrella, y eso nos indica la cantidad que cae en la atmósfera como tasa de acreción -continúa-. A continuación, se puede trabajar hacia atrás y calcular la cantidad de un elemento que había en el cuerpo madre, ya sea un planeta, una luna o un asteroide".

Una enana blanca es una estrella que ha quemado todo su combustible y se ha desprendido de sus capas exteriores, pudiendo destruir o desestabilizar cualquier cuerpo orbital en el proceso. Cuando el material de esos cuerpos es atraído hacia la estrella a una velocidad lo suficientemente alta, choca contra la superficie de la estrella, formando un plasma calentado por choque. Este plasma, con una temperatura de entre 100.000 y un millón de grados kelvin, se deposita entonces en la superficie y, al enfriarse, emite rayos X que pueden ser detectados.

Los rayos X son similares a la luz que ven nuestros ojos, pero tienen mucha más energía. Son creados por electrones que se mueven muy rápido (las capas exteriores de los átomos, que componen toda la materia que nos rodea). Comúnmente conocidos por su uso en medicina, en astronomía los rayos X son la huella clave del material que llueve sobre objetos exóticos como los agujeros negros y las estrellas de neutrones.

La detección de estos rayos X es muy difícil, ya que la pequeña cantidad que llega a la Tierra puede perderse entre otras fuentes de rayos X brillantes en el cielo. Por ello, los astrónomos aprovecharon el Observatorio de Rayos X Chandra, normalmente utilizado para detectar los rayos X de los agujeros negros y las estrellas de neutrones que se están acrecentando, para analizar la cercana enana blanca G29-38.

Gracias a la mejor resolución angular de Chandra con respecto a otros telescopios, pudieron aislar la estrella objetivo de otras fuentes de rayos X y ver, por primera vez, los rayos X de una enana blanca aislada. Esto confirma décadas de observaciones sobre la acreción de material en enanas blancas que se han basado en pruebas de espectroscopia.

"Lo realmente emocionante de este resultado es que estamos trabajando en una longitud de onda diferente, los rayos X, y eso nos permite sondear un tipo de física completamente diferente -asegura el doctor Cunningham-. Esta detección proporciona la primera prueba directa de que las enanas blancas están acrecionando los restos de antiguos sistemas planetarios".

"El sondeo de la acreción de esta manera proporciona una nueva técnica con la que podemos estudiar estos sistemas, ofreciendo un vistazo al probable destino de los miles de sistemas exoplanetarios conocidos, incluyendo nuestro propio sistema solar", concluye.