Un nuevo estudio realizado por Manuel Barrientos y sus colegas de la Universidad de Oklahoma revela que entre el 0,6 % y el 2,5 % de las enanas blancas de nuestro entorno solar experimentan retrasos drásticos en su enfriamiento, lo que podría prolongar las zonas habitables durante miles de millones de años más. El secreto reside en un elemento conocido como neón-22, que, después del carbono y el oxígeno, es el más abundante en el interior de las enanas blancas.
Cuando las enanas blancas contienen al menos un 2,5 % de neón-22 en masa, experimentan un proceso llamado «destilación» a medida que sus núcleos cristalizan. El equipo de investigación descubrió que esto ocurre porque los cristales sólidos se agotan en neón-22 en comparación con el líquido circundante, lo que los hace más ligeros y los hace flotar hacia arriba, donde se funden. Este equivalente astronómico a una lámpara de lava libera enormes cantidades de energía gravitacional, deteniendo el enfriamiento de la enana blanca hasta por 10 000 millones de años.
El neón-22 se forma durante la vida de la estrella mediante un proceso bien conocido. Durante la etapa de combustión del helio, el nitrógeno-14 (producido por el ciclo CNO) se transforma en neón-22. Esto significa que las estrellas con mayores abundancias iniciales de carbono, nitrógeno y oxígeno (denominadas colectivamente «metalicidad») producen más neón-22 en sus enanas blancas descendientes.
Para comprobar esta teoría, el equipo de investigación analizó aproximadamente 4000 estrellas del catálogo Hypatia, que contiene mediciones espectroscópicas de alta resolución de estrellas cercanas a menos de 500 pársecs del Sol. Utilizando el código de evolución estelar MESA, modelaron la cantidad de neón-22 que produciría cada estrella en su remanente de enana blanca.
Las predicciones del equipo coinciden notablemente con las observaciones del satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea, que detectó una agrupación inusual de enanas blancas en la rama Q de los diagramas de brillo estelar. Alrededor del 6% de las enanas blancas masivas parecen haber detenido su enfriamiento durante hasta 10 mil millones de años, creando lo que los investigadores describen como un «atasco cósmico». Las velocidades estelares ofrecen evidencia adicional. Las estrellas de la rama Q se mueven más rápido de lo esperado para su edad aparente, lo que indica que en realidad son mucho más antiguas de lo que sugiere su brillo, una señal reveladora del retraso en el enfriamiento.
Quizás lo más intrigante es que la investigación revela un claro patrón galáctico. Utilizando un modelo exhaustivo de las poblaciones estelares de la Vía Láctea, el equipo descubrió que las enanas blancas destiladas son más comunes cerca del centro galáctico (7,6% a 2 kiloparsecs) y disminuyen constantemente hacia el disco exterior (1,0% a 8-10 kiloparsecs del centro).
Este gradiente refleja la química subyacente de nuestra galaxia; las estrellas ricas en metales, capaces de producir enanas blancas con neón, son más abundantes en las regiones internas. El hallazgo sugiere que las zonas habitables de larga duración alrededor de las enanas blancas deberían ser más comunes en el interior de la Vía Láctea.
El descubrimiento tiene profundas implicaciones para la astrobiología. Las enanas blancas que experimentan destilación de neón pueden mantener zonas habitables durante periodos considerablemente más largos de lo que se creía, y estas zonas se encuentran más alejadas de la estrella, lo que reduce los efectos destructivos de las fuerzas de marea sobre cualquier planeta en órbita.
Algunos estudios han encontrado cantidades sospechosamente altas de enanas blancas masivas en la vecindad solar, lo que contradice el nuevo modelo. El equipo sugiere que esta aparente sobreabundancia podría ser, en realidad, un sesgo observacional, ya que las enanas blancas destiladas permanecen más luminosas durante periodos prolongados y, por lo tanto, se detectan preferentemente en estudios de magnitud limitada, lo que lleva a su sobrerrepresentación.
Esta investigación cambia nuestra comprensión de dónde podría existir vida en el universo. Si bien las enanas blancas se consideraban antes callejones sin salida astronómicos, en realidad podrían representar algunos de los entornos habitables más estables y a largo plazo. Con miles de millones de enanas blancas solo en nuestra galaxia, y una fracción significativa que potencialmente alberga estas zonas habitables extendidas, el universo puede ofrecer muchas más oportunidades para la vida de lo que jamás imaginamos, ocultas a simple vista entre los remanentes estelares más comunes de la galaxia.
Con información de arXiv
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