Cuando las estrellas como nuestro Sol agotan su combustible de hidrógeno, entran en lo que se conoce como su fase de Rama Roja-Gigante (RGB). Esto se caracteriza por la expansión de la estrella a varias veces su tamaño original, después de lo cual pierden sus capas externas y se convierten en enanas blancas compactas. Durante los próximos miles de millones de años, se cree que estas estrellas consumirán lentamente cualquier objeto y los anillos de polvo aún lo suficientemente cerca como para ser influenciados por su gravedad.
Sin embargo, un científico ciudadano llamado Melina Thévenot recientemente hizo un descubrimiento sorprendente al observar un sistema de enanas blancas. Según los datos de la misión WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), esta estrella ha sido una enana blanca durante miles de millones de años, pero aún tiene múltiples anillos de polvo a su alrededor. Conocido como LSPM J0207 + 3331 (o J0207), este descubrimiento podría obligar a los investigadores a reconsiderar modelos de sistemas planetarios.
El descubrimiento se realizó a través de Backyard Worlds: Planet 9, un proyecto dirigido por Marc Kuchner (un astrofísico en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA) que depende de voluntarios para clasificar los datos de WISE para nuevos descubrimientos. Ubicado a unos 145 años luz de distancia en la constelación de Capricornio, los astrónomos sospechan que J0207 podría ser el primer ejemplo conocido de una enana blanca con múltiples anillos de polvo, y la más antigua.
El descubrimiento también fue objeto de un estudio reciente publicado en El diario astrofísico ("Una enana blanca de 3 Gyr con polvo cálido descubierta a través de Backyard Worlds: Proyecto de ciencia ciudadana Planet 9"). Como John Debes, astrónomo del Space Telescope Science Institute en Baltimore y autor principal del artículo, reveló en un reciente comunicado de prensa de la NASA:
“Esta enana blanca es tan vieja que cualquier proceso que esté alimentando material en sus anillos debe operar en escalas de tiempo de mil millones de años. La mayoría de los modelos que los científicos han creado para explicar los anillos alrededor de las enanas blancas solo funcionan bien hasta alrededor de 100 millones de años, por lo que esta estrella realmente está desafiando nuestras suposiciones sobre cómo evolucionan los sistemas planetarios ".
La estrella fue detectada por la misión WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) de la NASA, que captó una fuerte señal infrarroja, lo que sugiere la presencia de polvo. Basado en la velocidad a la que las estrellas enanas blancas se enfrían con el tiempo, el equipo de Debes calculó a partir de las temperaturas de su superficie, algo más de 5.800° C (10,500° F) - que J0207 ha estado en su fase de enana blanca durante aproximadamente 3 mil millones de años.
Estos nuevos hallazgos contradicen lo que los astrónomos han sospechado durante algún tiempo sobre la evolución de los sistemas estelares. En el pasado, los astrónomos han observado cómo los planetas y asteroides que sobreviven a la fase RGB de una estrella se alejarán más después de que entre en su fase de enana blanca. Esto se debe a que la estrella ha perdido gran parte de su masa y, por lo tanto, su influencia gravitacional en los objetos circundantes.
Los astrónomos anticipan que esto es lo que sucederá con nuestro Sistema Solar en aproximadamente 5 mil millones de años. Después de expandirse para abarcar Venus, Mercurio y la Tierra, nuestro Sol perderá sus capas externas y se convertirá en una enana blanca. En este punto, los planetas y objetos restantes (que probablemente incluirán el Cinturón principal de asteroides, los gigantes gaseosos y el Cinturón de Kuiper) se desplazarán hacia afuera.
Sin embargo, en 1 a 4% de los casos, las enanas blancas han mostrado emisiones infrarrojas que indican que están rodeadas de discos o anillos de polvo. Los científicos teorizan que esto puede ser el resultado de que los asteroides y los cometas sean expulsados de sus cinturones a través de la interacción gravitacional con planetas desplazados y enviados hacia la estrella. A medida que estos cuerpos se acercan a la enana blanca, son destrozados por la interrupción de las mareas causada por la fuerte gravedad de la estrella.
Los escombros resultantes formarían un anillo polvoriento que lentamente cae hacia adentro y se acumula en la superficie de la estrella. Sin embargo, en todos los casos anteriores, solo se han observado discos de polvo y anillos alrededor de enanas blancas que tenían aproximadamente mil millones de años. Esto parecía coherente con la idea de que las enanas blancas más viejas habían agotado efectivamente su suministro de asteroides y los anillos de polvo resultantes.
Este último descubrimiento efectivamente convierte a J0207 en la enana blanca más antigua y fría con polvo jamás observada. Cuando notó por primera vez las señales infrarrojas de J0207, Melina Thévenot pensó que eran datos incorrectos. En ese momento, ella había estado buscando a través de la Agencia Espacial Europea Gaia archivos de misiones para enanas marrones, que apenas son detectables más allá de sus emisiones infrarrojas.
Después de consultar los datos infrarrojos de WISE, se dio cuenta de que era demasiado brillante y distante para ser una enana marrón. Thévenot transmitió estos hallazgos al equipo de Backyard Worlds: Planet 9, que luego obtuvo observaciones de seguimiento del Observatorio W. M. Keck en Hawai. Como explicó Thévenot:
“Ese es un aspecto realmente motivador de la búsqueda. Los investigadores moverán sus telescopios para observar los mundos que has descubierto. Sin embargo, lo que más me gusta es la interacción con el increíble equipo de investigación. Todos son muy amables y siempre están tratando de sacar el máximo provecho de nuestros descubrimientos ".
Además, Debes y sus colegas sospechan que J0207 puede incluso tener un sistema de anillos. Sugieren en su estudio que esto consistiría en dos componentes distintos: un anillo externo delgado donde la gravedad de la enana blanca rompe los asteroides y un anillo más ancho más cerca de la estrella. Es probable que estas nuevas observaciones obliguen a los astrónomos a reconsiderar sus modelos sobre cómo evolucionan los sistemas planetarios.
"Construimos Backyard Worlds: Planet 9 principalmente para buscar enanas marrones y nuevos planetas en el Sistema Solar", dijo Kuchner. “Pero trabajar con científicos ciudadanos siempre lleva a sorpresas. Son voraces: el proyecto acaba de celebrar su segundo cumpleaños y ya han descubierto más de 1,000 probables enanas marrones. Ahora que hemos reiniciado el sitio web con el doble de datos WISE, esperamos descubrimientos aún más emocionantes ".
Además de forzar un replanteamiento de cómo evoluciona el sistema planetario con el tiempo, esta investigación podría proporcionar pistas sobre el futuro de nuestro propio Sistema Solar. Una vez que nuestro Sol se convierta en una enana blanca, es probable que pase los próximos miles de millones de años consumiendo asteroides y KBO que los gigantes de gas sobrevivientes expulsan de sus cinturones. Según este último estudio, también podría tener un anillo de polvo alrededor de varios miles de millones de años después.
Y si bien este descubrimiento fue una bendición para los astrónomos, también demuestra lo que es posible gracias a las colaboraciones entre organizaciones científicas y científicos ciudadanos. En la era de la investigación de exoplanetas y la astronomía avanzada, el gran volumen de datos hace que tales colaboraciones no solo sean necesarias, sino muy lucrativas.
