El Chandra observa por primera vez a una joven estrella devorando un planeta

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Concepto artístico de la destrucción de un joven planeta o planetas observada por el Chandra. (Crédito: NASA/ CXC/M. Weiss; X-ray spectrum: NASA/CXC/MIT/H. M.Günther).

El Chandra observa por primera vez a una joven estrella devorando un planeta

NASA

Los científicos podrían haber observado, por primera vez, la destrucción de un planeta joven o planetas alrededor de una estrella cercana. Las observaciones del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA indican que la estrella madre está ahora en el proceso de devorar los restos planetarios. Este descubrimiento da una idea de los procesos que afectan a la supervivencia de los planetas infantiles.

Desde 1937, a los astrónomos les ha desconcertado la curiosa variabilidad de una joven estrella llamada RW Aur A, ubicada a unos 450 años luz de la Tierra. Cada pocas décadas, la luz óptica de la estrella se ha desvanecido brevemente antes de volver a brillar. En los últimos años, los astrónomos han observado que la estrella se oscurece con mayor frecuencia y durante períodos más largos.

Usando el Chandra, un equipo de científicos puede haber descubierto qué causó el evento de oscurecimiento más reciente de la estrella: una colisión de dos cuerpos planetarios infantiles, que incluye al menos un objeto lo suficientemente grande como para ser un planeta. A medida que los desechos planetarios resultantes caen en la estrella, genera un velo espeso de polvo y gas, oscureciendo temporalmente la luz de la estrella.

“Las simulaciones por ordenador han predicho durante mucho tiempo que los planetas pueden caer en una estrella joven, pero nunca antes lo hemos observado”, dijo Hans Moritz Guenther, investigador del Instituto Kavli para Astrofísica e Investigación Espacial del MIT, quien dirigió el estudio. “Si nuestra interpretación de los datos es correcta, esta sería la primera vez que observamos directamente a una joven estrella devorando un planeta o planetas”.

Los anteriores eventos de oscurecimiento de la estrella pueden haber sido causados por aplastamientos similares, de dos cuerpos planetarios o grandes restos de colisiones pasadas.

RW Aur A se encuentra en la formación estelar Taurus-Auriga, que alberga guarderías estelares que contienen miles de estrellas infantiles. Las estrellas muy jóvenes, a diferencia de nuestro sol relativamente maduro, todavía están rodeadas por un disco giratorio de gas y grupos de material que varían en tamaño desde pequeños granos de polvo hasta guijarros, y posiblemente planetas. Estos discos tienen una existencia de entre 5 y 10 millones de años.

Se estima que RW Aur A tiene varios millones de años y todavía está rodeada por un disco de polvo y gas. Esta estrella y su estrella compañera binaria, RW Aur B, tienen la misma masa que el sol.

Las notables caídas en el brillo óptico de RW Aur A, que ocurrieron cada pocas décadas, duraron aproximadamente un mes. Luego, en 2011, el comportamiento cambió. La estrella se oscureció nuevamente, esta vez durante unos seis meses. La estrella finalmente se iluminó, sólo para desvanecerse nuevamente a mediados de 2014. En noviembre de 2016, la estrella volvió a su brillo total, y luego en enero de 2017 volvió a oscurecerse.

El Chandra se usó para observar la estrella durante un período ópticamente brillante en 2013, y luego en periodos poco intensos en 2015 y 2017, cuando también se observó una disminución en los rayos X.

Debido a que los rayos X provienen de la atmósfera exterior caliente de la estrella, los cambios en el espectro de rayos X -la intensidad de los rayos X medidos a diferentes longitudes de onda- sobre estas tres observaciones se usaron para sondear la densidad y composición del material absorbente alrededor de la estrella.

El equipo descubrió que las caídas tanto en la luz óptica como en la de rayos X son causadas por gas denso que oscurece la luz de la estrella. La observación en 2017 mostró una fuerte emisión de átomos de hierro, lo que indica que el disco contenía al menos 10 veces más hierro que en la observación de 2013 durante un período brillante.

Guenther y sus colegas sugieren que el exceso de hierro se creó cuando dos cuerpos planetarios infantiles, colisionaron. Si uno o ambos cuerpos planetarios están hechos en parte de hierro, su aplastamiento podría liberar una gran cantidad de hierro en el disco de la estrella y oscurecer temporalmente su luz a medida que el material cae en la estrella.

Una explicación menos favorecida es que los granos pequeños o partículas como el hierro pueden quedar atrapados en partes de un disco. Si la estructura del disco cambia repentinamente, como cuando la estrella compañera de la estrella pasa cerca, las fuerzas de marea resultantes podrían liberar las partículas atrapadas, creando un exceso de hierro que puede caer en la estrella.

Los científicos esperan hacer más observaciones de la estrella en el futuro, para ver si la cantidad de hierro que la rodea ha cambiado, una medida que podría ayudar a los investigadores a determinar el tamaño de la fuente del hierro. Por ejemplo, si aparece la misma cantidad de hierro en uno o dos años, puede indicar que proviene de una fuente relativamente masiva.

“Actualmente, se necesita mucho esfuerzo para aprender sobre exoplanetas y cómo se forman, por lo que obviamente es muy importante ver cómo los planetas jóvenes podrían destruirse en interacciones con sus estrellas anfitrionas y otros planetas jóvenes, y qué factores determinan si sobreviven”, dijo Guenther.

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