Los astrónomos están confundidos sobre el «planeta que no debería ser»

La búsqueda de planetas fuera de nuestro sistema solar – exoplanetas – es una de las áreas de más rápido crecimiento en astronomía. En las últimas décadas, se han descubierto más de 5000 exoplanetas y los astrónomos ahora estiman que, en promedio, hay al menos un planeta por cada estrella en nuestra galaxia.

Muchos de los esfuerzos de investigación actuales tienen como objetivo descubrir planetas similares a la Tierra adecuados para la vida. Estos esfuerzos se centran en las llamadas estrellas de «secuencia principal» como nuestro Sol, estrellas que funcionan fusionando átomos de hidrógeno en helio en sus núcleos y permanecen estables durante miles de millones de años. Más del 90% de todos los exoplanetas conocidos hasta la fecha se han descubierto alrededor de estrellas de secuencia principal.

Como parte de un equipo internacional de astrónomos, hemos estudiado una estrella muy parecida a nuestro sol en miles de millones de años y descubrimos que contiene un planeta que, con toda razón, debería haberla devorado. en investigación Publicado hoy en Nature, exponemos un misterio de la existencia de este planeta y sugerimos algunas posibles soluciones.

Un vistazo a nuestro futuro: estrellas gigantes rojas

Al igual que los humanos, las estrellas sufren cambios con la edad. Una vez que una estrella ha consumido todo el hidrógeno del núcleo, el núcleo de la estrella se contrae y la capa exterior se expande a medida que la estrella se enfría.

En esta etapa de evolución de «gigante roja», las estrellas pueden crecer hasta más de 100 veces su tamaño original. Cuando esto le suceda a nuestro Sol, en unos 5 mil millones de años, esperamos que crezca tanto que engulla a Mercurio, Venus y posiblemente a la Tierra.

Eventualmente, el núcleo se calienta lo suficiente como para que la estrella comience a fusionar helio. En este punto, la estrella se ha reducido a unas 10 veces su tamaño original y continúa ardiendo constantemente durante decenas de millones de años.

Sabemos de cientos de planetas que orbitan estrellas gigantes rojas. Uno de estos se llama 8 Orsay Minoris bun planeta de la masa de Júpiter en una órbita que lo mantiene a la mitad de su estrella de la Tierra del Sol.

El planeta fue descubierto en 2015 por un equipo de astrónomos coreanos utilizando la técnica de «bamboleo Doppler», que mide la fuerza gravitatoria del planeta sobre la estrella. En 2019, la Unión Astronómica Internacional apodado La estrella Baekdu y el planeta Halla, después de las montañas más altas de la península de Corea.

El planeta no debería estar allí.

Análisis de nuevos datos sobre Baekdu recopilados por el satélite Transiting Exoplanet Survey de la NASA (macho cabríoEl telescopio espacial ha hecho un descubrimiento sorprendente. A diferencia de otros planetas gigantes rojos que hemos encontrado albergan exoplanetas en órbitas cercanas, Picdu ya ha comenzado a fusionar helio en su núcleo.

utilizando técnicas La ciencia de Mercurio, que estudia las ondas dentro de las estrellas., podemos determinar la materia que quema la estrella. Para Baekdu, las frecuencias de las ondas mostraban inequívocamente que estaba empezando a quemar helio en su núcleo.

El descubrimiento fue desconcertante: si Baekdu estaba quemando helio, debe haber sido mucho más grande en el pasado, debería haberse tragado el planeta Halla. ¿Cómo podemos sobrevivir a una solución?

Como suele ser el caso en la investigación científica, el primer curso de acción fue descartar la explicación más trivial: que Halla realmente no existió.

De hecho, más tarde se demostró que algunas de las aparentes detecciones de planetas que orbitan alrededor de gigantes rojas utilizando la técnica Doppler tambaleante eran ilusiones. Es creado por diferencias a largo plazo en el comportamiento de la misma estrella..

Sin embargo, las observaciones de seguimiento descartaron tal escenario de falso positivo para Halla. La señal Doppler de Baekdu se ha mantenido estable durante los últimos 13 años, y un estudio cuidadoso de otros indicadores no ha revelado otra explicación posible para la señal. Hala es real, lo que nos lleva de nuevo a la cuestión de cómo sobrevivió sumergido.

Dos estrellas se convierten en una: un posible escenario de supervivencia

Después de confirmar la existencia del planeta, se nos ocurrieron dos escenarios que podrían explicar la situación que estamos viendo con Baekdu y Halla.

Al menos la mitad de todas las estrellas de nuestra galaxia no se formaron de forma aislada como nuestro Sol, sino que forman parte de sistemas binarios. Si Baekdu alguna vez fue una estrella binaria, es posible que Halla nunca se haya enfrentado al peligro de ser tragada.

La fusión de estas dos estrellas puede haber impedido que cualquiera de las estrellas se expandiera a un tamaño lo suficientemente grande como para tragarse el planeta Halla. Si una estrella se hubiera convertido en una gigante roja por sí sola, habría engullido a Halla; sin embargo, si se hubiera fusionado con una estrella compañera, habría saltado directamente a la fase de combustión de helio sin volverse lo suficientemente grande como para alcanzar el planeta.

Alternativamente, Halla puede ser un planeta relativamente joven. La violenta colisión entre las dos estrellas pudo haber producido una nube de gas y polvo a partir de la cual se podría haber formado el planeta. En otras palabras, Halla puede ser un planeta recién nacido de «segunda generación».

Cualquiera que sea la interpretación correcta, el descubrimiento de un planeta cercano que orbita una estrella gigante roja que quema helio muestra que la naturaleza está encontrando formas para que aparezcan exoplanetas en los lugares donde menos los esperamos.

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