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miércoles, diciembre 7, 2022
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Encontraron una enana blanca rodeada de planetas y con cinturón de Kuiper

¿Qué pasará con nuestro Sol?

En varios miles de millones de años, dejará de fusionarse, se reducirá a una enana blanca y emanará solo calor remanente. Allí se sentará, inactivo y comatoso.

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Pero el Sol ancla todo el Sistema Solar. ¿Qué pasará con la Tierra? ¿Al resto de los planetas? ¿Al resto de objetos del Sistema Solar?

Esta ilustración muestra una estrella enana blanca extrayendo escombros de objetos destrozados en un sistema planetario. Crédito de la imagen: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)

Nuestro Sol parece relativamente plácido durante la vida humana. Está sólidamente en la secuencia principal ahora y se dedica de manera confiable a su negocio fusionando hidrógeno en helio. Pero este estado no durará para siempre; las estrellas hacen cosas raras a medida que envejecen.

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Eventualmente, el Sol envejecerá fuera de su vida de fusión y se convertirá en una gigante roja. Luego se despojará de sus capas exteriores en una hermosa nebulosa. La nebulosa se disipará después de unos 20.000 años, y solo quedará el núcleo muerto de nuestro otrora glorioso Sol. Sin la presión externa de la fusión, la gravedad tomará el control y aplastará lo que queda de la estrella hasta convertirla en una bola de materia degenerada del tamaño de la Tierra. Será una enana blanca, una ceniza hirviendo de carbono inerte y oxígeno que irradia calor remanente durante billones de años, tal vez más.

Las enanas blancas son uno de esos extraños estados finales en los que se encuentran algunas estrellas después de que termina su vida de fusión. Pero los astrónomos creen que casi todas las estrellas albergan planetas. ¿Qué les sucede a los planetas alrededor de una estrella cuando pasa a ser una enana blanca?

Los astrónomos no pueden ver el futuro, pero pueden observar las enanas blancas existentes y buscar pistas sobre el destino de sus planetas.

Incluso el distante Cinturón de Kuiper podría no escapar a los estragos de un Sol moribundo.

Eso es lo que hizo un equipo de investigadores en Alemania y EE. UU. en su artículo titulado «Abundancias inusuales del material del sistema planetario que contamina la enana blanca G238-44». Examinaron los datos de observación sobre la enana blanca del Hubble, el Observatorio Keck y FUSE, el Explorador espectroscópico ultravioleta lejano. The Astrophysical Journal aceptó su artículo para su publicación y está disponible en el sitio de preimpresión arxiv.org.

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Nuestro Sol eventualmente producirá una nebulosa que durará alrededor de 20,000 años. Es imposible predecir cómo se verá esa nebulosa. Tal vez se verá así. Esta imagen es la Nebulosa de la Tarántula, vista por el Telescopio Espacial James Webb. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, equipo de producción de Webb ERO.

G238-44 está a unos 86 años luz de distancia y tiene una atmósfera dominada por hidrógeno contaminada con otros elementos, como carbono, neón, oxígeno, azufre y hierro. Veinticuatro años de datos de Keck muestran una acumulación estable y continua de estos materiales desde un depósito circunestelar hacia la enana blanca. Los investigadores también dicen que descubrieron «un patrón de abundancia anómalo y evidencia de la presencia de hierro metálico». ¿Podrían el hierro y los demás elementos provenir de un solo cuerpo principal? ¿O se necesitan dos cuerpos para explicar la presencia de todos estos materiales?

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Los investigadores dicen que si este hierro metálico proviene de un solo cuerpo principal, ese cuerpo principal no se parece a nada en nuestro propio Sistema Solar. “Dentro de las incertidumbres, podemos determinar que el material original es rico en nitrógeno y probablemente contiene una cantidad significativa de hierro metálico”, escriben los autores. «Esta mezcla es diferente a cualquier cuerpo del sistema solar conocido».

Si provino de dos cuerpos separados, escriben, entonces uno está hecho de material rico en hierro similar a Mercurio, y el otro podría ser un objeto helado del Cinturón de Kuiper. Estos objetos tienen composiciones distintas y juntos proporcionan «evidencia química de cuerpos rocosos y helados en un sistema exoplanetario», afirma el documento.

La mezcla de elementos y cómo aparecen en un sistema solar es clave para este trabajo. El oxígeno es versátil y se encuentra en todas partes del sistema solar, y es un componente de todos los objetos. Pero el carbono, el nitrógeno y el hierro son diferentes. Los autores los describen como “mucho más especializados”. Los objetos que se forman cerca de la estrella madre tienen una mayor abundancia de Fe, mientras que el N solo se forma en cantidades significativas más allá de la línea de congelación del sistema solar. «No esperamos que los objetos que tienen un alto contenido de Fe también tengan un alto contenido de N. G238-44 rompe esta tendencia y tiene un alto contenido de Fe/O y N/O», escriben los autores. “El modelo de dos cuerpos propuesto es capaz de reproducir esta característica inusual”.

Esta figura del artículo muestra la abundancia de diferentes proporciones de elementos para WD G238-44 y una variedad de otros objetos, incluidas otras enanas blancas. El círculo naranja y la pequeña x verde representan las composiciones de G238-44 y dos cuerpos principales. Aterrizan casi uno encima del otro en el gráfico, mientras que ningún otro cuerpo se acerca. Crédito de la imagen: Johnson et al. 2022.
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“Sugerimos que G238-44 está acumulando simultáneamente un exo-planetesimal rico en metales y un compuesto volátil rico.
Exo-objeto del cinturón de Kuiper. Si nuestra interpretación es correcta, esta sería la primera evidencia de la acumulación simultánea de dos cuerpos progenitores distintos en una enana blanca”, escriben los autores. Dicen que la enana blanca está acumulando material de un cuerpo rico en metales y un cuerpo rico en volátiles en una proporción de 1,7:1.

Los autores también dicen que es evidencia de un sistema planetario que está tan perturbado que está capturando objetos similares a asteroides del sistema solar interior y objetos helados de los confines de su sistema simultáneamente.

¿Qué significa esto para la Tierra y el resto del Sistema Solar? Es difícil pensar en el futuro lejano de la Tierra cuando el Sol abandone la secuencia principal y finalmente se convierta en una enana blanca. Pero como muestra este estudio, es poco probable que algo pueda sobrevivir a la transición, especialmente algo tan cercano al Sol como la Tierra.

Incluso en la neblina almizclera más optimista, es imposible imaginar que la Tierra y la humanidad sobrevivan a los catastróficos resultados de la salida del Sol de la secuencia principal. El Sol se expandirá y destruirá los planetas interiores, posiblemente engullendo a la Tierra misma. Todo esto se desarrollará a lo largo de miles de millones de años, y algunos pensadores sugieren que la humanidad podrá «saltar de planeta» hacia el Sistema Solar exterior, evitando la destrucción y moviéndose hacia afuera a medida que la zona habitable del Sol se expande durante la fase de gigante roja.

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Pero este estudio muestra que incluso el distante Cinturón de Kuiper podría no escapar a los estragos de un Sol moribundo. ¿Qué significa eso para cualquier descendiente humano increíblemente distante?

La Tierra y la humanidad serán borradas, y ninguna otra civilización sabrá jamás acerca de nosotros y nuestros mayores logros: heavy metal, hockey sobre hielo y el resto.

Este diagrama muestra el ciclo de vida de las estrellas. Nuestro Sol, como una estrella solitaria, seguirá el camino en la parte inferior del gráfico, desde su nacimiento en una nube molecular hasta una teórica enana negra. Crédito de la imagen: por R.N. Bailey – Trabajo propio, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=59672008

En cambio, sus astrónomos notarán brevemente una enana blanca normal rodeada de elementos más pesados como el hierro, el azufre y el carbono. Llegarán a la conclusión de que los planetas rocosos una vez rodearon la estrella y se preguntarán cuántos. Quizás escriban un artículo al respecto.

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Luego girarán su telescopio y seguirán adelante.

Pero el Sol no se terminará. No seguirá siendo una enana blanca para siempre. En el futuro más lejano que cualquiera pueda imaginar, el Sol se convertirá en una enana negra, un objeto teórico tan antiguo que todavía no existe en nuestro joven Universo.

Pero por ahora, el Sol es confiable y tranquilo, incluso si la humanidad no lo es.

Con información de UniverseToday.com

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Skycr_editorhttps://hdavila.com/
Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
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