Los restos planetarios más antiguos se han encontrado en nuestra galaxia a partir de un nuevo estudio

05 noviembre 2022

(Noticias de NanwerkAstrónomos dirigidos por la Universidad de Warwick han identificado la estrella más antigua de nuestra galaxia que está recolectando desechos de los planetas que orbitan planetas, lo que la convierte en uno de los sistemas planetarios rocosos y helados más antiguos jamás descubiertos en la Vía Láctea.

Sus hallazgos fueron publicados en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society («Análisis espectral de enanas blancas ultrafrías contaminadas con desechos planetarios»), que concluyó que una débil enana blanca ubicada a 90 años luz de la Tierra, así como los restos de su sistema planetario en órbita, tienen más de diez mil millones de años. Impresión artística de las antiguas enanas blancas WDJ2147-4035 y WDJ1922+0233 rodeadas de escombros planetarios en órbita Impresión artística de las antiguas enanas blancas WDJ2147-4035 y WDJ1922+0233 rodeadas de desechos planetarios en órbita, que se acumularían en las estrellas y contaminarían sus atmósferas. WDJ2147-4035 es rojo y muy tenue, mientras que WDJ1922 + 0233 es inusualmente azul. (Foto: Dr. Mark Garlick, Universidad de Warwick)

El destino de la mayoría de las estrellas, incluidas las similares a nuestro Sol, es convertirse en una enana blanca. Una enana blanca es una estrella que ha quemado todo su combustible y se ha desprendido de sus capas exteriores y ahora está experimentando un proceso de contracción y enfriamiento. Durante este proceso, cualquier planeta en su órbita será interrumpido y, en algunos casos, destruido, dejando que sus restos se acumulen en la superficie de la enana blanca.

Para este estudio, un equipo de astrónomos dirigido por la Universidad de Warwick modeló dos enanas blancas inusuales descubiertas por el observatorio espacial GAIA de la Agencia Espacial Europea. Ambas estrellas están contaminadas con desechos planetarios, uno de los cuales resultó ser inusualmente azul, mientras que el otro es el más débil y el más rojo hasta ahora en la región galáctica local; el equipo se sometió a ambos análisis adicionales.

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Utilizando datos espectroscópicos y fotométricos de GAIA, el Dark Energy Survey y el instrumento X-Shooter del Observatorio Europeo Austral para ver cuánto tiempo se ha enfriado, los astrónomos descubrieron que la estrella ‘roja’ WDJ2147-4035 tiene unos 10.700 millones. años, de los cuales 10.200 millones de años se gastaron enfriándose como una enana blanca.

La espectroscopia implica analizar la luz de una estrella de diferentes longitudes de onda, lo que puede detectar cuándo los elementos en la atmósfera de una estrella absorben luz de diferentes colores y ayudar a determinar y cuantificar qué elementos están presentes. Al analizar el espectro de WDJ2147-4035, el equipo encontró la presencia de los minerales sodio, litio, potasio y carbono detectados inicialmente en la estrella, lo que la convierte en la enana blanca contaminada con minerales más antigua descubierta hasta la fecha.

La segunda estrella ‘azul’ WDJ1922+0233 es ligeramente más pequeña que WDJ2147-4035 y estaba contaminada con desechos planetarios de composición similar a la corteza continental de la Tierra. El equipo científico concluyó que el color azul de WDJ1922+0233, a pesar de la temperatura superficial fría, es causado por una atmósfera inusualmente mezclada de helio e hidrógeno.

Los desechos en la atmósfera casi pura y altamente gravitacional de la estrella roja WDJ2147-4035 provienen de un antiguo sistema planetario que sobrevivió a la evolución de la estrella a una enana blanca, lo que lleva a los astrónomos a concluir que este es el más antiguo. Descubre un sistema planetario alrededor de una enana blanca en la Vía Láctea.

La autora principal, Abigail Elms, estudiante de doctorado en el Departamento de Física de la Universidad de Warwick, dijo: «Estas estrellas cargadas de metal muestran que la Tierra no es única, hay otros sistemas planetarios con cuerpos planetarios similares a la Tierra. El 97% de todos Las estrellas se convertirán en una enana blanca y serán ubicuas sobre el universo hasta el punto de que es muy importante comprenderlas, especialmente aquellas estrellas muy frías. Las enanas blancas frías están formadas por las estrellas más antiguas de nuestra galaxia y brindan información sobre la formación y evolución de los sistemas planetarios alrededor de las estrellas más antiguas de la Vía Láctea».

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«Encontramos los remanentes estelares más antiguos en la Vía Láctea contaminados con planetas similares a la Tierra. Es sorprendente pensar que esto sucedió en una escala de diez mil millones de años, y que esos planetas murieron antes de que se formara la Tierra».

Los astrónomos también pueden usar los espectros de la estrella para determinar qué tan rápido se hunden estos minerales en el núcleo de la estrella, lo que les permite mirar hacia atrás en el tiempo y determinar qué tan abundante era cada uno de estos minerales en el cuerpo planetario original. Al comparar esta abundancia con los objetos astronómicos y el material planetario de nuestro sistema solar, podemos adivinar cómo eran esos planetas antes de que la estrella muriera y se convirtiera en una enana blanca, pero en el caso de WDJ2147-4035, resultó ser un desafío.

Abigail explica: «La estrella roja WDJ2147-4035 es un misterio porque los desechos planetarios acumulados son muy ricos en litio y potasio y no se parecen a nada conocido en nuestro sistema solar. Esta es una enana blanca muy interesante ya que la temperatura de su superficie es tan fría que la minerales que lo contaminan, su edad y el hecho de que es magnético, lo que lo hace extremadamente raro.

El profesor Pierre-Emmanuel Tremblay, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, dijo: «Cuando estas antiguas estrellas se formaron hace más de 10.000 millones de años, el universo era menos rico en metales de lo que es ahora, porque los minerales se forman en estrellas avanzadas y estrellas gigantes». Las enanas blancas observadas proporcionan una ventana emocionante a la formación de planetas en un entorno pobre en minerales y rico en gas que era diferente de las condiciones cuando se formó el sistema solar».

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