Encontrados los restos de una exoluna en una estrella muerta

Aunque hasta la fecha se han encontrado más de 4 000 exoplanetas orbitando alrededor de otras estrellas, aun no se han detectado lunas alrededor de ninguno de ellos. Eso no significa que las exolunas no existan: simplemente son objetos tan pequeños y lejanos que no los podemos distinguir con claridad con la tecnología actual.

Sin embargo, un nuevo estudio ha usado un método indirecto para deducir que existió un exoplaneta con al menos una luna alrededor de una estrella que ya está muerta.

Las enanas blancas

El estudio en cuestión se centra en la composición química anómala de una enana blanca, el «cadáver» de una estrella mediana con una masa similar a la del Sol. Las estrellas de este tamaño brillan gracias a la energía que liberan al fusionar su hidrógeno en helio. El helio resultante se hunde hacia el núcleo del astro debido a su mayor densidad, pero, al no ser capaces de fusionar el helio en elementos más pesados, estas estrellas medianas se ven obligadas a continuar sus vidas fusionando el hidrógeno contenido en el volumen que rodea la «bola» de helio inerte que crece en su centro.

La cantidad de hidrógeno que se fusiona en de este nuevo volumen no hace más que aumentar con el tiempo, por lo que el proceso libera cada vez más energía y la temperatura de la estrella empieza a aumentar. Y, como los gases se expanden cuando se calientan, las capas externas de la estrella comienzan a «hincharse» y a diseminarse por el espacio. Al final, lo único que queda en el centro de esa mole de gas en expansión son los restos colapsados del núcleo de helio inerte, que, tras un colapso final, se convierte en una esfera algo más grande que un planeta rocoso y compuesta principalmente por carbono y oxígeno. Esa esfera compacta se conoce con el nombre de enana blanca.

Berilio anómalo

Cualquier planeta que orbite alrededor de una estrella moribunda en fase de expansión correrá el riesgo de que la creciente masa de gas lo rodee y altere su órbita. Si esto ocurre, el planeta puede adoptar una nueva órbita alrededor de la enana blanca que lo lleve a colisionar con ella. Y ahí es donde el estudio en cuestión.

Hace poco se encontraron indicios de la presencia de elementos como el silicio, el aluminio y el hierro en la atmósfera de la enana blanca GALEX J2339–0424. Como las estrellas medianas no producen estos elementos tan pesados en su interior, su presencia en esta enana blanca sólo se puede explicar si algún cuerpo celeste rocoso chocó con ella en el pasado.

Pero lo que más llamó la atención de los autores del estudio es la gran cantidad de berilio que contiene GALEX J2339–0424 en proporción con otros elementos. Esta abundancia del berilio no puede no se explicar mediante ningún mecanismo de concentración gravitatoria de la propia estrella ni por el impacto de un mundo rocoso corriente. Sin embargo, en este nuevo estudio se sugiere que el exceso de berilio podría haber llegado a bordo de un cuerpo celeste un poco distinto.

Lunas congeladas

El universo está repleto de partículas que se mueven a gran velocidad por el espacio y que «rompen» los núcleos de los átomos cuando colisionan con ellos, dividiéndolos en trozos más pequeños. O en núcleos de elementos más ligeros, que es lo mismo. Por ejemplo, cuando una de estas partículas choca con un átomo de oxígeno y rompe su núcleo, uno de los fragmentos resultantes suele ser un núcleo de berilio (con 4 protones).

Teniendo esto en cuenta, los autores del estudio en cuestión han propuesto que, antes de «morir», GALEX J2339–0424 pudo haber sido orbitada por un planeta con un sistema de anillos como el de Saturno, compuesto principalmente por material congelado. Entre esos anillos también habrían existido lunas rocosas cubiertas de hielo cuya superficie habría sido bombardeada durante miles de millones de años por las partículas cargadas de la magnetosfera del planeta. Por tanto, el oxígeno contenido en el agua congelada de estas lunas se habría ido convirtiendo poco a poco en berilio.

Cuando GALEX J2339–0424 agotó su combustible y se convirtió en una enana blanca, la estrella en expansión desestabilizó la órbita de esas lunas congeladas. Y, según este nuevo estudio, estos satélites desafortunados acabaron chocando con el cadáver estelar y le habrían transferido todo su berilio. De ser correcta esta hipótesis, un simple rastro de berilio en la atmósfera de una estrella muerta nos estaría revelando la historia de un planeta con anillos al que su propia estrella moribunda le «robó» las lunas.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Es posible que hayáis escuchado que la vida en la Tierra terminará cuando el Sol agote su combustible en unos 5 000 millones de años, nuestra estrella se empiece a expandir y sus capas externas «engullan» nuestro planeta. En realidad, la Tierra probablemente se habrá convertido en un desierto estéril mucho antes, en unos 1 000 millones de años, ya que el brillo del Sol habrá aumentado alrededor de un 10% para entonces.

REFERENCIAS (MLA):

• Alexandra E. Doyle et al. “Icy Exomoons Evidenced by Spallogenic Nuclides in Polluted White Dwarfs”. The Astrophysical Journal Letters, 907:L35 (9pp), (2021).