Los restos planetarios más antiguos de nuestra galaxia descubiertos gracias a un nuevo estudio
Astrónomos dirigidos por la Universidad de Warwick han identificado la estrella más antigua de nuestra galaxia que está acumulando desechos de planetesimales en órbita, lo que la convierte en uno de los sistemas planetarios rocosos y helados más antiguos descubiertos en la Vía Láctea.
Sus hallazgos se publican hoy (5 de noviembre) en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, que concluyen que una débil enana blanca a 90 años luz de la Tierra, junto con los restos de su sistema planetario en órbita, tienen más de diez mil millones de años. . .
El destino de la mayoría de las estrellas, incluidas aquellas como nuestro Sol, es convertirse en una enana blanca. Una enana blanca es una estrella que ha quemado todo su combustible y ha perdido sus capas externas y ahora está experimentando un proceso de encogimiento y enfriamiento. Durante este proceso, todos los planetas en órbita quedarán interrumpidos y, en algunos casos, destruidos, y sus restos se acumularán en la superficie de la enana blanca.
Para este estudio, el equipo de astrónomos, dirigido por la Universidad de Warwick, modeló dos enanas blancas inusuales que fueron detectadas por el observatorio espacial GAIA de la Agencia Espacial Europea. Ambas estrellas están contaminadas con desechos planetarios, una de las cuales es inusualmente azul, mientras que la otra es la más débil y roja encontrada hasta la fecha en el vecindario galáctico local; el equipo sometió a las dos a un análisis más detallado.
Utilizando datos espectroscópicos y fotométricos de GAIA, el Dark Energy Survey y el instrumento X-Shooter del Observatorio Europeo Austral para determinar cuánto tiempo ha estado enfriándose, los astrónomos han descubierto que la estrella «roja» WDJ2147 -4035 tiene unos 10.700 millones de años, de que se han pasado 10.200 millones de años enfriándose como una enana blanca.
La espectroscopia implica analizar la luz de la estrella en diferentes longitudes de onda, lo que puede detectar cuándo los elementos en la atmósfera de la estrella están absorbiendo luz en diferentes colores y ayudar a determinar qué elementos son y su cantidad. Al analizar el espectro de WDJ2147-4035, el equipo descubrió la presencia de los metales sodio, litio, potasio y detectó tentativamente una acumulación de carbono en la estrella, lo que la convierte en la enana blanca contaminada con metales más antigua descubierta hasta la fecha.
La segunda estrella «azul» WDJ1922+0233 es solo un poco más joven que WDJ2147-4035 y ha sido contaminado por desechos planetarios de composición similar a la corteza continental de la Tierra. El equipo científico concluyó que el color azul de WDJ1922+0233, a pesar de la temperatura superficial fría, es causado por su inusual atmósfera mixta de helio e hidrógeno.
Los escombros encontrados en la atmósfera de alta gravedad de helio casi puro de la estrella roja WDJ2147-4035 provienen de un antiguo sistema planetario que sobrevivió a la evolución de la estrella a una enana blanca, lo que ha llevado a los astrónomos a concluir que es el sistema planetario más antiguo alrededor de un Enana blanca descubierta en la Vía Láctea.
La autora principal Abbigail Elms, estudiante de doctorado en el Departamento de Física de la Universidad de Warwick, dijo: «Estas estrellas contaminadas con metales muestran que la Tierra no es única, hay otros sistemas planetarios con cuerpos planetarios similares a la Tierra. El 97% de todas las estrellas se convertirán en enanas blancas y son tan ubicuas en el universo que es muy importante comprenderlas, especialmente las extremadamente geniales. Formadas a partir de las estrellas más antiguas de nuestra galaxia, las enanas blancas frías brindan información sobre la formación y evolución de los sistemas planetarios alrededor de las estrellas más antiguas de la Vía Láctea.
“Encontramos los restos estelares más antiguos de la Vía Láctea que están contaminados por planetas que alguna vez fueron similares a la Tierra. Es sorprendente pensar que esto sucedió en la escala de diez mil millones de años, y que estos planetas murieron mucho antes de que se formara la Tierra.
Los astrónomos también pueden usar los espectros de la estrella para determinar qué tan rápido se hunden estos metales en el núcleo de la estrella, lo que les permite mirar hacia atrás en el tiempo y determinar la abundancia de cada uno de estos metales en el cuerpo planetario original. Al comparar estas abundancias con los cuerpos astronómicos y el material planetario que se encuentra en nuestro propio sistema solar, podemos adivinar cómo se verían estos planetas antes de que la estrella muriera y se convirtiera en una enana blanca, pero en el caso de WDJ2147-4035, resultó ser ser dificil.
Abbigail explica: “La estrella roja WDJ2147-4035 es un misterio porque los desechos planetarios acumulados son muy ricos en litio y potasio y no se parecen a nada conocido en nuestro propio sistema solar. Es una enana blanca muy interesante porque su temperatura superficial ultra fría, los metales que la contaminan, su vejez y el hecho de que es magnética, la hacen extremadamente rara.
El profesor Pier-Emmanuel Tremblay, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, dijo: «Cuando estas viejas estrellas se formaron hace más de 10 mil millones de años, el universo era menos rico en metales de lo que parece ahora, porque los metales se forman en forma evolucionada». estrellas y gigantescas explosiones estelares. Las dos enanas blancas observadas brindan una ventana emocionante a la formación planetaria en un entorno pobre en metales y rico en gas que era diferente de las condiciones en las que se formó el sistema solar.
- El «Análisis espectral de enanas blancas ultrafrías contaminadas por desechos planetarios» se publica en los avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
- Esta investigación ha recibido financiación del Consejo Europeo de Investigación en el marco del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea, la subvención Leverhulme Trust y la subvención consolidada STFC del Reino Unido.
