Estrellas envejecidas podrían estar destruyendo planetas cercanos

Un reciente estudio realizado por astrónomos de University College London y la Universidad de Warwick sugiere que las estrellas envejecidas podrían estar destruyendo los gigantes planetas que orbitan más cerca de ellas. Este hallazgo se basa en la observación de casi medio millón de estrellas que han ingresado a la fase de "post-secuencia principal" de sus vidas.

Cuando estrellas similares al sol agotan su combustible de hidrógeno, se enfrían y se expanden, convirtiéndose en gigantes rojas. En el caso del sol, este proceso ocurrirá en aproximadamente cinco mil millones de años.

En el estudio, publicado en el Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, los investigadores identificaron 130 planetas y candidatos a planetas, de los cuales 33 eran previamente desconocidos, que orbitan estrechamente alrededor de estas estrellas. Se observó que los planetas eran menos comunes alrededor de estrellas que se habían expandido y enfriado lo suficiente como para ser clasificadas como gigantes rojas, lo que sugiere que muchos de estos planetas ya podrían haber sido destruidos.

El autor principal, Dr. Edward Bryant, del Mullard Space Science Laboratory en UCL y la Universidad de Warwick, comentó: "Esta es una fuerte evidencia de que a medida que las estrellas evolucionan fuera de su secuencia principal, pueden causar rápidamente que los planetas se espiralicen hacia ellas y sean destruidos. Este ha sido un tema de debate y teoría durante algún tiempo, pero ahora podemos ver el impacto de esto directamente y medirlo a nivel de una gran población de estrellas".

El Dr. Bryant añadió: "Esperábamos ver este efecto, pero aún nos sorprendió cuán eficientes parecen ser estas estrellas al engullir sus planetas cercanos".

Se cree que la destrucción ocurre debido a la interacción gravitacional entre el planeta y la estrella, conocida como interacción tidal. A medida que la estrella evoluciona y se expande, esta interacción se vuelve más fuerte. Al igual que la luna tira de los océanos de la Tierra para crear mareas, el planeta tira de la estrella. Estas interacciones desaceleran al planeta y hacen que su órbita se reduzca, provocando que se espiralice hacia adentro hasta que se rompe o cae en la estrella.

El coautor, Dr. Vincent Van Eylen, también del Mullard Space Science Laboratory, advirtió: "En unos pocos miles de millones de años, nuestro propio sol se ampliará y se convertirá en una gigante roja. Cuando esto suceda, ¿sobrevivirán los planetas del sistema solar? Estamos descubriendo que en algunos casos, los planetas no lo hacen".

El Dr. Van Eylen agregó: "La Tierra está ciertamente más segura que los gigantes planetas en nuestro estudio, que están mucho más cerca de su estrella. Pero solo examinamos la parte más temprana de la fase de post-secuencia principal, los primeros uno o dos millones de años de esta fase; las estrellas tienen mucha más evolución por delante".

Para su estudio, los investigadores utilizaron datos del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA. Aplicaron un algoritmo informático para buscar las caídas repetidas en el brillo que indican que un planeta en órbita está pasando frente a la estrella, enfocándose en planetas gigantes con períodos orbitales cortos (es decir, que tardan no más de 12 días en orbitar su estrella).

El equipo comenzó con más de 15,000 señales posibles y aplicó rigurosas pruebas para descartar señales falsas, reduciendo eventualmente este número a 130 planetas y candidatos a planetas. De estos, 48 ya eran conocidos, 49 ya habían sido identificados como candidatos a planetas (es decir, que aún necesitan ser confirmados) y 33 eran nuevos candidatos detectados por primera vez.

Los investigadores encontraron que cuanto más avanzada es la evolución de una estrella, menos probable es que albergue un planeta gigante cercano. La tasa general de ocurrencia de tales planetas se midió en solo el 0.28%, con las estrellas más jóvenes en la fase de post-secuencia principal mostrando una tasa más alta (0.35%), similar a la de las estrellas de la secuencia principal, y las estrellas más evolucionadas, que se habían enfriado y expandido lo suficiente como para ser clasificadas como gigantes rojas, cayendo al 0.11%. (Para este análisis, los investigadores excluyeron los 12 planetas más pequeños de los 130 identificados).

A partir de los datos de TESS, los investigadores pueden estimar el tamaño (radio) de estos posibles planetas. Para confirmarlos como planetas en lugar de candidatos a planetas, los astrónomos deben descartar la posibilidad de que estos cuerpos sean estrellas de baja masa o enanas marrones ("estrellas fallidas" cuya presión en el núcleo no es lo suficientemente alta como para iniciar la fusión nuclear) calculando su masa.

Esto se puede hacer midiendo con precisión los movimientos de sus estrellas anfitrionas e inferiendo el tirón gravitacional de los planetas (y, por lo tanto, su masa) a partir de las oscilaciones en estos movimientos.

El Dr. Bryant concluyó: "Una vez que tengamos las masas de estos planetas, eso nos ayudará a entender exactamente qué está causando que estos planetas se espiralicen y sean destruidos".