NeoFronteras

Ven exoplanetas de tipo gigante gaseoso que han sobrevivido a la fase gigante roja de su estrella.

Nada parece ser para siempre, aunque la escala temporal humana muchas veces nos haga inasible los tiempos del Cosmos. Tampoco las estrellas viven para siempre y su vida y final dependen de su masa inicial. Cuanto más masa tiene una estrella más rápido gastará su combustible nuclear y más pronto desaparecerá.

Por un lado tenemos las estrellas masivas que tienen una vida corta, generan elementos pesados y al final explotan como supernovas. Por el otro extremos tenemos a las enanas rojas, que son muy longevas. Tanto que desde el comienzo del Universo no se ha apagado ninguna.

Entre medias tenemos las estrellas de baja masa, pero no tanto como las enanas rojas. Así las estrellas K naranjas son más longevas que las estrellas amarillas tipo M como el Sol, pero lucen durante miles de millones de años. Se estima que el unos 5 mil millones de años, el Sol se convertirá en una gigante roja, consumiendo a Mercurio, probablemente a Venus y tal vez incluso a una Tierra sin vida desde hace 4000 millones de años. Luego, los restos Sol serán una enana blanca, que perdurará luciendo durante muchos millones de años. Es decir, cabe la posibilidad de que el Sistema Solar no desaparezca, sino que se transforme en uno distinto.

Puede que los planetas exteriores puedan evitar ser tragados en el proceso, pero sus órbitas cambiarían e incluso podrían ser expulsados del Sistema Solar. Ahora, un nuevo descubrimiento sugiere que pueden sobrevivir intactos.

Para ver ese futuro nada como estudiar los sistemas planetarios que ya han pasado por ese proceso. Un grupo de astrónomos ha visto por primera vez directamente planetas en órbitas similares al Sistema Solar alrededor de enanas blancas gracias al telescopio espacial JWST de la NASA. Los planetas siguen órbitas parecidas a las de los planetas gigantes del Sistema Solar exterior, lo suficientemente grandes como para haber escapado del infierno.

La etapa de gigante roja de una estrella termina cuando expulsa sus capas externas y se reduce hasta convertirse en una enana blanca del tamaño de la Tierra. Los astrónomos ya han visto indicios de planetas que sobreviven alrededor de estas cenizas que brillan débilmente. Por ejemplo, las atmósferas de algunas enanas blancas parecen contaminadas con material rocoso, lo que sugiere que planetas invisibles desvían constantemente cometas y asteroides hacia ellas. La luz de otras enanas blancas se atenúan periódicamente, lo que sugiere que están eclipsadas por planetas en órbita. Y en 2011, el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA detectó directamente un posible planeta orbitando una enana blanca, aunque su órbita era enorme: 2500 veces la distancia Tierra-Sol. Los planetas más cercanos, con órbitas más parecidas a las de Júpiter y Saturno, habían pasado desapercibidos hasta ahora.

Las enanas blancas son buenos lugares para buscar planetas porque brillan con sólo el 1% del brillo del Sol. Eso facilita que los telescopios bloqueen la luz de la estrella para revelar el tenue brillo de los planetas circundantes. Susan Mullally, astrónoma del Instituto Científico del Telescopio Espacial, y sus colaboradores utilizaron el JWST para estudiar cuatro enanas blancas cercanas a 75 años luz de la Tierra. Este telescopio tiene un sistema para cancelar la luz de la estrellay que así no ciegue el sensor y se puedan ver otros objetos que la orbiten.

El equipo detectó objetos que parecían planetas alrededor de dos de de estas estrellas. Esta detección es por imagen directa. Uno tenía 1,3 veces la masa de Júpiter y seguía una órbita similar a la de Saturno alrededor de su estrella. El otro tenía 2,5 veces la masa de Júpiter y tenía una órbita ligeramente mayor que la de Neptuno.

«Esta es nuestra primera indicación real de que planetas como Júpiter y Saturno deberían sobrevivir a la evolución de su sol hasta convertirse en una enana blanca», dice Mullally. El artículo con el estudio ha sido aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal Letters .

Los investigadores aún no están seguros de que los objetos sean planetas y no galaxias de fondo, aunque dicen que las posibilidades de error son bajas, alrededor de una entre 3000. Sin duda, el equipo necesita pruebas de que estos objetos parecidos a planetas están ligados a sus estrellas. Mullally ha pedido más tiempo al JWST para realizar una observación de seguimiento y comprobar este punto. Si se confirma el resultado, sugeriría que hay una gran cantidad de planetas de este tipo disponibles para que JWST los observe.

Los investigadores dicen que van a poder construir una muestra de planetas que sean exactamente análogos a Saturno y Júpiter. Debido a que estos planetas son brillantes en comparación con sus estrellas, sus atmósferas deberían ser relativamente fáciles de estudiar y así discernir su similitud o diferencia con los planetas gigantes del Sistema Solar.

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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Preprint en ArXiv.
Ilustración: W.M. Keck Observatory / Adam Makarenko.
Fotos: NASA/ESA, Susan E. Mullally, John Debes, Misty Cracraft, Fergal Mullally, Sabrina Poulsen, Loic Albert, Katherine Thibault, William T. Reach, J. J. Hermes, Thomas Barclay, Mukremin Kilic, Elisa V. Quintana.