Una de cada tres estrellas como el Sol ha engullido sus planetas

Los planetas de nuestro sistema solar llevan unos 4 600 millones de años orbitando alrededor de nuestra estrella de manera estable y (afortunadamente) no hay indicios de que eso vaya a cambiar en el futuro reciente. Sin embargo, no todas las estrellas parecidas al Sol son tan benevolentes: un nuevo estudio ha llegado a la conclusión de que entre el 20% y el 35% de ellas habrían engullido sus planetas a lo largo de su historia.

Gemelos estelares

El estudio se ha centrado en los sistemas binarios, o, lo que es lo mismo, parejas de estrellas de estrellas que orbitan alrededor de un centro de gravedad común. Durante los últimos años, el análisis espectroscópico de este tipo de sistemas ha revelado que, a menudo, una de las estrellas de la pareja presenta una composición química distinta a la de su compañera. Este detalle resulta anómalo porque, en principio, las dos estrellas de un sistema binario deberían haberse formado al mismo tiempo, a partir del mismo material y en el interior de la misma nube de gas interestelar. Por tanto, su composición debería ser prácticamente idéntica.

Las desigualdades químicas de algunos sistemas binarios se pueden explicar de dos maneras. Una opción es que las nubes de gas interestelar no sean tan homogéneas como se pensaba y contengan regiones con composiciones distintas. La segunda es que una de las estrellas haya sido «contaminada» con material externo después de que el sistema se forme, algo que ocurriría si, por ejemplo, un planeta chocase con ella.

Sea cual sea la opción correcta, cualquier respuesta nos obligaría a replantearnos algunos conceptos astronómicos. Que las nebulosas no sean homogéneas desafiaría la noción de que la composición de las estrellas proporciona información sobre el ambiente en el que nacieron, y, por tanto, dificultaría la reconstrucción de la historia de la galaxia. Si la composición de las estrellas cambia ligeramente tras su formación, también resultaría más complicado asociarlas a otras estrellas que pudieran haber nacido junto a ellas y a sus nebulosas de origen.

¿Impurezas heredadas o adquiridas?

Los autores del estudioinvestigaron la composición de 107 sistemas binarios y encontraron que, en 33 de ellos, una de las estrellas tenía una concentración de hierro diferente a la de su compañera. Pero, ¿cómo averiguar si ese hierro había formado parte de la estrella desde el principio o le había sido transferido después?

Una de las claves que ayudó a resolver esta cuestión fue la aparente relación que guardaba la composición de las estrellas con su temperatura: los sistemas binarios en los que la temperatura media de las dos estrellas era mayor también tenían una probabilidad más alta de que una de ellas presentase una composición anómala. Este detalle es relevante porque, si las estrellas adquiriesen sus impurezas en el momento de su nacimiento, todos los sistemas binarios deberían presentar la misma probabilidad de que una de ellas tenga una composición anómala, sin importar cuál sea su temperatura. Pero que la temperatura influya en este fenómeno nos cuenta otra historia.

El secreto está en la temperatura

Las estrellas grandes y calientes tienen una capa exterior poco profunda en la que el plasma incandescente circula de manera constante entre el fondo de esta envoltura y la superficie estelar, movido por las fuerzas convectivas. El material de esta capa superficial no llega a adentrarse en las profundidades de la estrella, así que, si un planeta chocase con una estrella caliente, su material vaporizado tendría una mayor probabilidad de quedar atrapado cerca de su superficie durante mucho tiempo. Y eso explicaría por qué los sistemas binarios más calientes tienen más probabilidades de que un miembro tenga una composición anómala.

Que una estrella engulla sus planetas no es un fenómeno infrecuente, pero se trata de algo que ocurre mayoritariamente durante los primeros millones de años de vida de un sistema solar. Durante esta época, los planetas aún están creciendo a partir de la nube de gas y polvo que rodea la estrella y las interacciones gravitatorias que tienen lugar entre ellos modifican sus órbitas de manera constante. Como resultado, la órbita de alguno de ellos puede llegar a desestabilizarse lo suficiente como para que se acabe precipitando hacia su astro… Y su masa acaba vaporizada y mezclada con la de su estrella.

De hecho, es probable que nuestro propio sistema solar llegase a contener otros planetas que acabaron chocando con el Sol o siendo expulsados del sistema solar durante sus primeros millones de años de existencia. Eso significa que los ocho planetas que vemos hoy en día serían los últimos supervivientes de una época mucho más caótica.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Las órbitas actuales de los planetas de nuestro sistema solar son estables y ninguno de ellos corre el peligro de desestabilizarse y precipitarse hacia el Sol.

REFERENCIAS (MLA):

• Lorenzo Spina et al. “Chemical evidence for planetary ingestion in a quarter of Sun-like stars”. Nature Astronomy (2021).