Cicatriz metálica en una estrella caníbal

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Cuando un Sol llega al final de su vida, puede “tragarse” los planetas circundantes y los asteroides que nacieron con él. Investigadores que utilizaron el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile, detectaron por primera vez una huella única de este proceso: una cicatriz impresa en la superficie de una estrella enana blanca.

Enana blanca magnética WD 0816-310 — Esta impresión artística muestra la enana blanca magnética WD 0816-310, donde los astrónomos han encontrado una cicatriz impresa en su superficie como consecuencia de haber ingerido restos planetarios. Crédito dela imagen: ESO/L. Calçada

La cicatriz observada es una concentración de metales impresa en la superficie de la enana blanca WD 0816-310, el remanente del tamaño de la Tierra de una estrella similar, pero de mayor tamaño que nuestro Sol. “Hemos demostrado que estos metales se originan a partir de un fragmento planetario tan grande o posiblemente más grande que Vesta, que tiene unos 500 kilómetros de diámetro y es el segundo asteroide más grande del Sistema Solar”, señaló Jay Farihi, profesor del University College de Londres (Reino Unido) y coautor del estudio.

“Se sabe que algunas enanas blancas (los restos ardientes de estrellas como nuestro Sol que se enfrían lentamente) ‘canibalizan’ partes de sus sistemas planetarios. Ahora hemos descubierto que el campo magnético de la estrella juega un papel clave en este proceso, dejando una cicatriz en la superficie de la enana blanca”, indicó Stefano Bagnulo, astrónomo del Observatorio y Planetario de Armagh, en Irlanda del Norte (Reino Unido) y autor principal del estudio.

El vídeo fue dirigido por Angelos Tsaousis y Martin Wallner. Edición: Angelos Tsaousis. Web y apoyo técnico: Gurvan Bazin y Raquel Yumi Shida. Guión: Pamela Freeman, Davor Curic, y Elena Reiriz Martínez. Música: Stellardrone — Ultra Deep Field. Vídeos y fotografías: ESO/Luis Calçada, Angelos Tsaousis, C. Malin (christophmalin.com), Daniele Gasparri ( www.astroatacama.com), Mark Garlick ( www.markgarlick.com) & University of Warwick, Mahdi Zamani ( https://mahdizamani.com/), Digitized Sky Survey 2/Nick Risinger (skysurvey.org)Consultoria científica: Paola Amico, Mariya Lyubenova.

Cuando una estrella como nuestro Sol llega al final de su vida, puede ingerir los planetas y asteroides circundantes que nacieron con ella. Ese parece ser el caso de la enana blanca WD 0816-310, el remanente del tamaño de la Tierra de una estrella similar a nuestro Sol, pero algo más grande.

La cicatriz que observó el equipo es una concentración de metales impresa en su superficie. Estos metales parecen originarse a partir de un fragmento planetario tan grande o posiblemente mayor que Vesta, que tiene unos 500 kilómetros de diámetro y es el segundo asteroide más grande del Sistema Solar.

En su tarea los investigadores obtuvieron pistas sobre la formación de tal cicatriz metálica. El equipo halló que la fuerza en la señal que detectaba los metales cambiaba a medida que la estrella giraba, lo cual sugiere que los metales, en lugar de extenderse uniformemente, se concentran en un área específica de la superficie de la enana blanca. También descubrieron que estos cambios estaban sincronizados con cambios en el campo magnético de WD 0816-310, indicativo de que la cicatriz metálica se encuentra en uno de sus polos magnéticos. En conjunto, estas pistas señalan que el campo magnético canalizó los metales hacia la estrella, generando la cicatriz.

En el artículo de ESO, se da cuenta que previamente, la comunidad astronómica había observado numerosas enanas blancas contaminadas por metales dispersos por la superficie de la estrella. Se sabe que estos metales provienen de planetas o asteroides que se han acercado demasiado, siguiendo órbitas que rozan con la de la estrella, similares a las de los cometas de nuestro Sistema Solar. Sin embargo, en el caso de WD 0816-310, el equipo cree que el material vaporizado fue ionizado y guiado hacia los polos magnéticos por el campo magnético de la enana blanca. El proceso comparte similitudes con la forma en que se forman las auroras en la Tierra y en Júpiter.

La animación artística muestra la enana blanca WD 0816-310, una estrella muerta que tiene una cicatriz impresa en su superficie como resultado de haber absorbido desechos planetarios. Crédito: ESO/Luis Calçada

“Sorprendentemente, el material no se mezcló uniformemente en la superficie de la estrella, como predice la teoría. Por el contrario, esta cicatriz es como un parche concentrado de material planetario que se ha mantenido en ese lugar por el efecto del mismo campo magnético que guió la caída de los fragmentos hacia la superficie. Antes no se había visto nada como esto”, señaló John Landstreet, profesor de la Universidad de Western Ontario (Canadá), coautor y también con filiación con el Observatorio y Planetario de Armagh.

El equipo utilizó un instrumento multifunción instalado en el VLT llamado FORS2, que les permitió detectar la cicatriz de metales y hacer la conexión con el campo magnético de la estrella. “ESO tiene la combinación única de capacidades necesarias para observar objetos débiles, como las enanas blancas, y medir con sensibilidad los campos magnéticos estelares”, declara Bagnulo. Para confirmar sus hallazgos, en su estudio el equipo también se basó en datos de archivo del instrumento X-shooter (instalado en el VLT).

Al echar mano al poder de observaciones como las realizadas por este equipo, la comunidad astronómica puede revelar, a grandes rasgos, la composición de exoplanetas, planetas que orbitan otras estrellas de la Vía Láctea. Este estudio también muestra cómo los sistemas planetarios pueden permanecer dinámicamente activos, incluso después de su “muerte”.

El equipo está compuesto por Stefano Bagnulo (Observatorio y Planetario de Armagh, Reino Unido [Armagh]); Jay Farihi (Departamento de Física y Astronomía, University College de Londres, Reino Unido); John D. Landstreet (Armagh; Departamento de Física y Astronomía, Universidad del Oeste de Ontario, Canadá); y Colin P. Folsom (Observatorio de Tartu, Universidad de Tartu, Estonia).

Los resultados fueron publicados en The Astrophysical Journal Letters.