Astroseti.org

Un anillo rico en metales descubierto alrededor de una enana blanca ayuda a resolver un viejo rompecabezas estelar y a vislumbrar nuestro lejano porvenir.

Por Heber Rizzo Baladán
Enero 03, 2006

Un equipo de astrónomos de la Universidad de Warwick ha descubierto un anillo de gas relativamente rico en metales girando alrededor a una enana blanca relativamente cercana, con lo cual han logrado dar un vistazo al futuro de nuestro propio sistema solar.

Concepción artística de una enana blanca rodeada por un anillo© Mark A. Garlick (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

Los científicos estaban observando la luz proveniente del remanente estelar SDSS1228+1040, los restos de una estrella parecida a nuestro Sol situada a unos 463 años luz de distancia, en la dirección de la constelación de Virgo, y que llegó a su fin hace unos 100 millones de años, convirtiéndose en una enana blanca. El equipo descubrió entonces que tenía la firma de metales adicionales sobrepuesta a su espectro, lo que significaba que había grandes cantidades de hierro, magnesio y calcio localizadas en un anillo alrededor de la estrella, el que se extendía hasta una distancia de 1,2 radios solares, o sea unos 800 000 kilómetros.

Basados en esto, los observadores especulan que un objeto bastante grande, como un asteroide de al menos 50 km de diámetro, se acercó demasiado al remanente y fue destrozado por las poderosas mareas gravitatorias. Luego, el anillo de desechos fue evaporado por la radiación proveniente de la enana blanca, cuya temperatura superficial alcanza actualmente los 22 000 grados centígrados.

Este escenario nos muestra un ejemplo de lo que podría llegar a suceder con nuestro sistema solar dentro de unos 5 a 8 mil millones de años, después de que el Sol haya agotado su combustible nuclear. Entonces, se expandirá hasta llegar a ser una gigante roja, y destruirá a los planetas interiores (Mercurio, Venus y quizás la Tierra) y empujará a los planetas y asteroides restantes a órbitas más lejanas. Después de haber perdido la mayor parte de su masa, se contraerá para convertirse en una enana blanca, y procederá luego, durante miles de millones de años, a devorar los asteroides que hayan permanecido a su alrededor.

SDSS1228+1040, en su evolución hasta llegar a ser lo que es hoy, probablemente destruyó todo el material planetario que había hasta una distancia de unos 1 000 radios solares (unos 800 millones de kilómetros), pero aún hoy en día quedan asteroides a distancias mayores. Para que se desestabilice la órbita de un asteroide tan lejano, se necesita la fuerza gravitatoria de un objeto bastante masivo, probablemente un planeta. Si bien anteriormente se había sostenido la hipótesis de que hubiera asteroides alrededor de una enana blanca, este es el primer caso de una prueba clara de un disco de restos alrededor de un objeto de este tipo.

Este tipo de disco “metálico” parece ser relativamente infrecuente. Antes de este estudio, una investigación de varios cientos de enanas blancas había arrojado un resultado de solamente tres de ellas que pareciesen estar rodeadas por restos planetarios. Sin embargo, en ninguno de estos casos se había logrado obtener una prueba definitiva.

Como parte de su investigación, el equipo de Warwick investigó otras 500 enanas blancas sin lograr obtener una evidencia concluyente de otro caso similar a SDSS1228+1040. La escasez de este tipo de anillos nos dice que la mayor parte de los sistemas solares pueden ser bastante diferentes al nuestro. Es posible que no tengan cinturones de asteroides, o quizás no estén tan lejos como en nuestro caso, o puede ser que no tengan planetas tan lejanos como Marte o Júpiter.

Esta conclusión resulta consistente con el conocimiento actual sobre planetas extrasolares descubiertos alrededor de estrellas similares al Sol, donde la gran mayoría de esos planetas se encuentran localizados en órbitas muy cercanas a su estrella materna.

A continuación presentamos una secuencia de imágenes que ilustran el futuro de nuestro propio sistema.

El futuro de nuestro sistema solarpor Boris Gänsicke, Universidad de Warwick

Nuestro sistema solar en la actualidad© Boris Gänsicke / Univ. of Warwick (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

La imagen superior nos muestra nuestro sistema solar tal como es ahora, con Mercurio, la Tierra y Marte recorriendo órbitas relativamente cercanas al Sol. Los grandes planetas gaseosos Júpiter y Saturno se encuentran en órbitas más lejanas. Urano y Neptuno están aún más lejos, y no se pueden ver en la escala de este diagrama.

Un cinturón de asteroides se extiende desde una distancia de aproximadamente 450 radios solares hasta unos 720 radios solares. El Sol produce la energía que irradia, unos 400 x 10²⁴ vatios, por la fusión nuclear del hidrógeno que ocurre en su interior.

El Sol se convierte en gigante roja© Boris Gänsicke / Univ. of Warwick (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

A medida que el Sol evolucione en su ciclo vital estelar, agotará finalmente todo el contenido de hidrógeno de su núcleo, y comenzará a hincharse para convertirse en una gigante roja.

Durante esta fase, consumirá a los planetas interiores: Mercurio, Venus, y probablemente también a la Tierra. Pero mientras aumenta su tamaño, también perderá aproximadamente la mitad de su masa, y como consecuencia Marte, los asteroides y los planetas exteriores se alejarán.

Esto sucederá dentro de unos 5 000 a 8 000 millones de años.

El Sol se convierte en enana blanca© Boris Gänsicke / Univ. of Warwick (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

Una vez que se haya dispersado la capa exterior de la gigante roja, el núcleo de lo que alguna vez fue el Sol se encogerá hasta ser un objeto del tamaño de la Tierra, pero aún contendrá aproximadamente la mitad de la masa que alguna vez tuvo el Sol, y se habrá formado una enana blanca.

Inicialmente, este objeto compacto estará muy caliente, con una temperatura superficial de más de cien mil grados centígrados pero, desprovisto de energía nuclear, estará condenado a enfriarse con el tiempo, con sus planetas y sus asteroides girando sin descanso a su alrededor.

Los restos gaseosos de un asteroide alrededor de SDSS1228+1040© Boris Gänsicke / Univ. of Warwick (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

Finalmente, es posible que uno de los asteroides sea desplazado de su órbita casi circular por el tirón gravitatorio de Júpiter, y que sea lanzado en un curso que lo lleve muy cerca de la enana blanca. El fuerte campo gravitatorio del remanente estelar lo destrozará por el efecto de marea, y luego el material rocoso y rico en metales del asteroide se evaporará por la radiación calórica de la enana blanca y formará un anillo gaseoso que orbitará muy cerca de ella (nótese la diferencia de escala de esta imagen comparada con las tres de más arriba).

Esto es lo que se ha detectado alrededor de la enana blanca SDSS1228+1040, la que se ha estado enfriando por unos cien millones de años desde que pasó por su fase de gigante roja: un disco de elementos tales como el calcio, el magnesio y el hierro, orbitando alrededor de la estrella compacta a una distancia de apenas 1,2 radios solares con una velocidad de más de mil kilómetros por segundo. En ese aspecto, estas observaciones de SDSS1228+1040 guardan un parecido con la imagen del futuro remoto de nuestro propio sistema solar.

Páginas web relacionadas

-- Polvo de cometas alrededor de una estrella muerta

-- Un Jonás sub-estelar

-- Un puente entre estrellas

-- Estrella muerta que revive cada 20 años

Redactado para Astroseti.org por Heber Rizzo Baladán

---

Fuentes utilizadas

-- The Future of our Solar System
-- Universidad de Warwick
-- Universe Today

---