La pequeña huella y la tenue luz de las enanas blancas, restos de estrellas que han consumido su combustible, pueden ser excelentes telones de fondo para estudiar planetas con suficiente agua para albergar vida.
El truco consiste en detectar la sombra de un planeta contra una antigua estrella que se ha marchitado a una fracción de su tamaño y descubrir que es un planeta que ha mantenido sus océanos de agua durante miles de millones de años, incluso después de superar la explosiva y violenta agonía final de la estrella. Un nuevo estudio de la dinámica de los sistemas de enanas blancas sugiere que, en teoría, algunos planetas acuáticos pueden enhebrar las agujas celestes necesarias en espera de ser descubiertas y examinadas más de cerca.
Los astrónomos que examinan planetas fuera de nuestro sistema solar (llamados exoplanetas) en busca de posibles signos de vida recopilan datos mientras esos planetas transitan por su estrella, o pasan entre la estrella y nuestros telescopios. Utilizan la luz de la estrella que pasa a través de la delgada capa de la atmósfera de los planetas para saber qué elementos y moléculas están presentes.
Una estrella enorme en pleno proceso de fusión nuclear puede resultar confusa y difícil de observar. Por lo tanto, encontrar un planeta que orbite una enana blanca más pequeña y más suave implica menos equivalente astronómico a entrecerrar los ojos.
«Las enanas blancas son tan pequeñas y tan monótonas que si un planeta terrestre transitara frente a ellas, se podría hacer un trabajo mucho mejor al caracterizar su atmósfera», dice Juliette Becker, profesora de astronomía de la Universidad de Wisconsin-Madison y autora principal del estudio. estudio, que está bajo revisión en AAS Journals y fue presentado en Madison en la 244ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense. «La atmósfera del planeta tendría una señal mucho más grande y clara porque una fracción mayor de la luz que estás viendo pasa exactamente a través de lo que quieres estudiar».
El primer gran obstáculo para un planeta así sería sobrevivir a los últimos días (relativamente hablando) de una estrella de tamaño pequeño a mediano. Porque pueden ser duros.
Cuando estrellas como nuestro Sol se quedan sin el combustible que impulsa las reacciones de fusión de su núcleo, crecen hasta alcanzar un tamaño enorme.
«Básicamente, hay dos pulsos durante los cuales la estrella crece hasta 100 veces su radio normal», dice Becker. «Mientras hace eso (podemos llamar a esta parte Fase de Destrucción No. 1), engullirá todos los planetas que se encuentren dentro de ese radio».
Incluso si un planeta que alberga agua escapa a ser tragado, no está fuera de peligro. Al crecimiento abultado de la estrella le sigue la pérdida de su masa y un enorme aumento en su brillo.
«El hecho de que la estrella se vuelva mucho más brillante significa que todos los planetas del sistema, incluso aquellos que solían ser fríos en el sistema solar exterior, de repente verán aumentar drásticamente la temperatura de su superficie», dice Becker. «Eso puede evaporar sus océanos y costarles mucha agua».
Por lo tanto, un planeta similar a la Tierra necesita estar al menos aproximadamente a 5 o 6 unidades astronómicas (1 UA es la distancia promedio entre la Tierra y nuestro Sol) de su estrella moribunda para retener una cantidad apreciable de su agua a través de la dilatación de la estrella y la La devoración de planetas y el bombardeo luminoso, según el nuevo estudio.
Pero la calma después de la tormenta es otro obstáculo. En el transcurso de mil millones de años o más, la estrella que alguna vez estuvo en auge se encogerá y se enfriará.
«Si puedes estar lo suficientemente lejos durante este momento peligroso para no perder el agua superficial, eso es bueno», dice Becker. «Pero la desventaja es que estarás tan lejos de la estrella que toda el agua será hielo, y eso no es bueno para la vida».
Con el tiempo, la enana blanca será tan pequeña y fría que un planeta que reciba suficiente calor para tener agua líquida tendría que estar a más del 1% de una unidad astronómica de distancia, muy lejos de la línea de seguridad de 5 a 6 UA.
Una forma de cambiar tanto la órbita de un planeta, llamada migración de mareas, podría ayudar.
«El cambio de órbita de un planeta es bastante normal», dice Becker. «En la migración de marea, cierta inestabilidad dinámica entre los planetas del sistema coloca a uno de ellos en una órbita de alta excentricidad, como un cometa, donde se acerca mucho al cuerpo central del sistema y luego se aleja nuevamente».
Ese tipo de órbitas se establecerán en trayectorias menos excéntricas y más estables que podrían dejar un planeta muy cerca de una enana blanca.
«Si pones todos estos modelos juntos, lo que ves es que es un viaje peligroso para el planeta y difícil para los océanos sobrevivir a este proceso, pero es posible», afirma Becker, entre cuyos colaboradores se encuentra Andrew Vanderburg, profesor del Instituto de Ciencias de Massachusetts. Astrofísico tecnológico que recientemente fue profesor de la UW-Madison y estudiante graduado de la UW-Madison, Joseph Livesey.
Un mayor trabajo sobre las circunstancias de posibles emparejamientos entre enanas blancas y planetas ayudaría a reafirmar las probabilidades y guiar la toma de decisiones cuando llegue el momento de repartir recursos limitados de telescopios para buscar planetas que puedan albergar vida.
«Si encontramos muchas enanas blancas que sean buenas candidatas para albergar exoplanetas potencialmente habitables, podría valer la pena dedicarles tiempo», afirma Becker. «Y estas técnicas teóricas nos ayudarán a separar los mejores objetivos, para no dedicar demasiado tiempo a los que no son interesantes».
Con información de la Universidad de Wisconsin
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