Un estudio reciente publicado en las
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society revela un fenómeno impresionante sobre las estrellas envejecidas. Al analizar cerca de medio millón de estrellas que habían comenzado su transformación en gigantes rojas, los astrónomos descubrieron que los planetas gigantes que orbitan demasiado cerca de su estrella parecen desaparecer gradualmente. Esta investigación permitió identificar 130 planetas y candidatos potenciales alrededor de estas estrellas en evolución, incluyendo 33 nuevos descubrimientos.
El mecanismo responsable de esta destrucción planetaria reside en las fuerzas de marea gravitacionales. Al igual que la Luna influye en los océanos terrestres, los planetas ejercen una atracción sobre su estrella anfitriona. Cuando la estrella comienza a hincharse al envejecer, esta interacción se vuelve más intensa, ralentizando gradualmente el planeta y reduciendo su órbita. El doctor Edward Bryant, autor principal del estudio, destaca la eficacia sorprendente de este proceso que conduce a los planetas a espiralar hacia su estrella hasta su destrucción completa.
Representación artística de una estrella similar al Sol en fin de vida absorbiendo un exoplaneta.
Crédito: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick/M. Zamani Los datos recogidos por el satélite TESS de la NASA fueron cruciales para este descubrimiento. Los investigadores analizaron más de 15.000 señales potenciales antes de confirmar los 130 objetos de interés. El estudio muestra claramente que cuanto más avanza una estrella en su evolución, menos posibilidades tiene de albergar planetas gigantes cercanos. La tasa de ocurrencia cae a solo 0,11% para las gigantes rojas más evolucionadas.
Esta investigación nos ofrece una visión del futuro lejano de nuestro propio Sistema Solar. En aproximadamente cinco mil millones de años, nuestro Sol comenzará también su transformación en gigante roja. El doctor Vincent Van Eylen, coautor del estudio, precisa que la Tierra podría técnicamente sobrevivir a esta fase, estando más alejada que los planetas gigantes estudiados, pero las condiciones se volverían inhabitables para cualquier forma de vida.
El próximo paso para los investigadores consiste en determinar precisamente la masa de estos planetas candidatos. Esta medida permitirá comprender mejor los mecanismos exactos que provocan su espiral mortal. Los astrónomos utilizan para ello las mínimas oscilaciones de las estrellas, que delatan la influencia gravitacional de sus compañeros planetarios.
Estas observaciones abren una nueva ventana sobre la dinámica de los sistemas planetarios en fin de vida. Nos recuerdan que el Universo está en perpetuo cambio, donde incluso los sistemas más estables terminan por conocer transformaciones radicales a lo largo de miles de millones de años.
La transformación de las estrellas en gigantes rojas
El ciclo de vida de las estrellas sigue un recorrido bien definido que depende principalmente de su masa inicial. Para las estrellas similares a nuestro Sol, la fase principal de su existencia dura varios miles de millones de años, durante los cuales transforman el hidrógeno en helio en su núcleo. Este período de estabilidad permite el desarrollo de sistemas planetarios y, en algunos casos, el surgimiento de la vida.
Cuando el combustible nuclear comienza a agotarse, la estrella entra en una fase de transformación espectacular. Su núcleo se contrae mientras que sus capas externas se dilatan considerablemente, pudiendo alcanzar centenares de veces su tamaño original. Esta expansión se acompaña de un enfriamiento de la superficie, dando a la estrella ese color rojo característico que le vale el nombre de gigante roja.
Esta metamorfosis estelar se extiende a lo largo de varios millones de años, creando condiciones radicalmente diferentes en el sistema planetario. Los planetas más cercanos ven su entorno completamente alterado, con temperaturas que aumentan dramáticamente y fuerzas gravitacionales que se modifican. La estrella se vuelve literalmente irreconocible en comparación con lo que era durante su juventud.
La comprensión de este proceso nos ayuda a anticipar el destino de nuestro propio Sistema Solar. Los astrónomos estiman que en cinco mil millones de años, el Sol conocerá esta misma transformación, engullendo probablemente a Mercurio y Venus, mientras que la Tierra verá sus océanos evaporarse y su atmósfera disiparse en el espacio.
El papel de las fuerzas de marea en la evolución de las órbitas
Las fuerzas de marea representan un fenómeno gravitacional sutil pero poderoso que influye profundamente en los cuerpos celestes. En la Tierra, observamos sus efectos más visibles en el movimiento de los océanos, donde la atracción lunar crea el flujo y reflujo de las mareas. Este mismo principio se aplica a escala planetaria, donde las interacciones gravitacionales entre los astros modifican gradualmente sus trayectorias.
En un sistema planetario, cada cuerpo ejerce una atracción sobre los otros, creando deformaciones mutuas. Estas deformaciones, aunque mínimas, generan fricciones internas que disipan energía. Esta disipación de energía se traduce en una transferencia de momento angular, modificando lenta pero seguramente los parámetros orbitales de los cuerpos concernidos en escalas de tiempo astronómicas.
Cuando una estrella envejece y se hincha, su influencia gravitacional sobre los planetas cercanos se intensifica considerablemente. Las fuerzas de marea se vuelven entonces suficientemente fuertes para ralentizar la rotación de los planetas y reducir progresivamente su distancia orbital. Este proceso puede acelerarse exponencialmente a medida que el planeta se acerca, creando una espiral infernal hacia la estrella.
El estudio de los sistemas exoplanetarios nos permite hoy medir concretamente estos efectos. Los astrónomos observan que los planetas gigantes cercanos a su estrella se vuelven cada vez más raros alrededor de las estrellas envejecidas, dando testimonio de la eficacia destructiva de estas interacciones a largo plazo.
Fuente: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society