Los científicos de la NASA observan por primera vez como un planeta es engullido por una estrella y revelan una sorpresa

Las observaciones del Telescopio Espacial James Webb de la NASA de lo que se cree es el primer evento de engullimiento planetario registrado revelaron un disco de acreción caliente alrededor de la estrella, con una nube de polvo más frío en expansión que envolvía la escena. El telescopio también reveló que la estrella no se hinchó hasta engullir el planeta, sino que su órbita se depreció lentamente con el tiempo, como se aprecia en esta concepción artística. Ilustración completa a continuación.

Los hallazgos del equipo científico aparecen en The Astrophysical Journal.

“Debido a que se trata de un evento tan novedoso, no sabíamos muy bien qué esperar cuando decidimos apuntar este telescopio en su dirección”, declaró Ryan Lau, autor principal del nuevo artículo y astrónomo del Laboratorio Nacional de Investigación en Astronomía Óptica-Infrarroja de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF NOIRLab) en Tucson, Arizona. “Con su observación de alta resolución en el infrarrojo, estamos obteniendo información valiosa sobre el destino final de los sistemas planetarios, posiblemente incluyendo el nuestro”.

Dos instrumentos a bordo del Webb realizaron la autopsia de la escena: el MIRI (Instrumento de Infrarrojo Medio) y el NIRSpec (Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano). Los investigadores llegaron a su conclusión mediante un enfoque de investigación doble.

Autopsia del evento

La estrella en el centro de esta escena se encuentra en la galaxia de la Vía Láctea, a unos 12.000 años luz de la Tierra.

El evento de brillo, formalmente llamado ZTF SLRN-2020, se detectó inicialmente como un destello de luz óptica mediante la Instalación Transitoria Zwicky del Observatorio Palomar de Caltech en San Diego, California. Los datos del telescopio NEOWISE (Explorador de Sondeo Infrarrojo de Campo Amplio de Objetos Cercanos a la Tierra) de la NASA mostraron que la estrella, de hecho, aumentó su brillo en el infrarrojo un año antes del destello de luz óptica, lo que sugiere la presencia de polvo. Esta investigación inicial de 2023 llevó a los investigadores a creer que la estrella era más parecida al Sol y que había estado en proceso de envejecimiento hasta convertirse en una gigante roja durante cientos de miles de años, expandiéndose lentamente a medida que agotaba su combustible de hidrógeno.

Sin embargo, el MIRI de Webb reveló una historia diferente. Gracias a su gran sensibilidad y resolución espacial, Webb pudo medir con precisión la emisión oculta de la estrella y sus alrededores inmediatos, ubicados en una región muy densa del espacio. Los investigadores descubrieron que la estrella no era tan brillante como debería haber sido si se hubiera convertido en una gigante roja, lo que indica que no hubo una expansión que envolviera al planeta como se creía.

Reconstruyendo la escena

Los investigadores sugieren que, en algún momento, el planeta tenía un tamaño similar al de Júpiter, pero orbitaba bastante cerca de la estrella, incluso más cerca que la órbita de Mercurio alrededor del Sol. Durante millones de años, el planeta orbitó cada vez más cerca de la estrella, lo que provocó la catastrófica consecuencia.

“Finalmente, el planeta comenzó a rozar la atmósfera de la estrella. A partir de ese momento, se produjo un proceso descontrolado de caída hacia el interior, acelerando su velocidad”, explicó Morgan MacLeod, miembro del equipo del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Massachusetts. “A medida que se acercaba, el planeta comenzó a extenderse alrededor de la estrella”.

En su último aterrizaje, el planeta habría expulsado gas de las capas externas de la estrella. A medida que se expandía y enfriaba, los elementos pesados de este gas se condensaron en polvo frío durante el año siguiente.

Inspeccionando las sobras

Si bien los investigadores esperaban una nube de polvo más frío en expansión alrededor de la estrella, una mirada con el poderoso NIRSpec reveló un disco circunestelar caliente de gas molecular más cerca. Además, la alta resolución espectral de Webb pudo detectar ciertas moléculas en este disco de acreción, incluido el monóxido de carbono.

“Con un telescopio tan transformador como el Webb, me costaba imaginar lo que encontraríamos en las inmediaciones de la estrella”, declaró Colette Salyk, del Vassar College en Poughkeepsie, Nueva York, investigadora de exoplanetas y coautora del nuevo artículo. “Diría que no esperaba ver algo con las características de una región de formación planetaria, a pesar de que aquí no se están formando planetas tras una inmersión”.

La capacidad de caracterizar este gas abre más preguntas para los investigadores sobre lo que realmente sucedió una vez que el planeta fue completamente tragado por la estrella.

“Este es realmente el punto de partida para estudiar estos eventos. Es el único que hemos observado en acción, y es la mejor detección de las consecuencias una vez que la situación se ha calmado”, dijo Lau. “Esperamos que esto sea solo el comienzo de nuestra muestra”.

Descargar el artículo científico de The Astrophysical Journal.