Al menos una cuarta parte de las estrellas similares al Sol canibalizan a los planetas que las orbitan

Un equipo internacional de astrónomos investigó la composición química de más de cien sistemas estelares binarios y detectó evidencias de devoración planetaria por sus astros centrales. Este descubrimiento tiene implicaciones en la búsqueda de sistemas solares parecidos al nuestro

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – En los sistemas planetarios formados por estrellas similares al Sol, pero que exhiben procesos dinámicos severos que causan reconfiguraciones en su arquitectura, algunos planetas pueden haber sido “devorados” por la estrella hospedante.

Un equipo internacional de astrónomos –encabezado por Lorenzo Spina, del Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) de Padua, en Italia, con la participación de Jorge Meléndez, del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas de la Universidad de São Paulo (IAG-USP), en Brasil– estudió la composición química de estrellas de tipo solar en más de cien sistemas binarios con el fin de detectar firmas de planetas eventualmente “engullidos”.  Y un artículo al respecto salió publicado en la revista Nature Astronomy.

“En un sistema binario, las dos estrellas se forman a partir del mismo material y, por ende, deberían ser idénticas químicamente. Sin embargo, cuando un planeta cae dentro de una estrella, se disuelve en la región exterior del interior estelar denominada de zona convectiva, y puede modificar la composición de la misma al incrementarse el contenido de elementos químicos denominados ‘refractarios’, que son abundantes en los planetas rocosos. En las estrellas cuyas firmas apuntan la devoración de planetas, pueden observarse mayores cantidades de litio y de hierro con relación a su compañera gemela del sistema binario”, le dice Meléndez a Agência FAPESP.

Según el investigador, el litio es destruido en el interior de las estrellas, pero se preserva en el material que compone los planetas. Por ende, una abundancia anormalmente alta de ese elemento químico en una estrella puede indicar que el material planetario ha sido devorado por esta.

Este estudio se basó en observaciones de 31 pares binarios, por ende, de 62 estrellas, realizadas con el espectrógrafo HARPS en el telescopio de 3,6 metros del Observatorio de La Silla, operado por el European Southern Observatory (ESO). Los datos recabados en el lugar se complementaron con resultados anteriores ya consignados en la literatura especializada.

El Observatorio de La Silla está ubicado en el desierto de Atacama, en los Andes chilenos, en una zona extremadamente seca, solitaria y alejada de la contaminación lumínica, que exhibe uno de los cielos nocturnos más oscuros de la Tierra.

“Esta fue la mayor muestra de estrellas similares existentes en sistemas binarios hasta ahora estudiada, y los resultados mostraron que al menos una cuarta parte de las estrellas de tipo solar ‘devoran’ a sus propios planetas. Este descubrimiento sugiere que muchos de los sistemas planetarios tuvieron un pasado muy dinámico, a diferencia de nuestro Sistema Solar, que preservó una arquitectura ordenada”, afirma Meléndez.

De acuerdo con el coordinador del estudio, Lorenzo Spina, “la búsqueda de planetas similares a la Tierra es como buscar una aguja en un pajar. Así y todo, este resultado abre la posibilidad de utilizar la abundancia de ciertos elementos químicos para detectar estrellas con una composición análoga a la del Sol”. Las estrellas deficitarias en los elementos denominados refractarios tienen mayores probabilidades de hospedar estructuras que se asemejan a la de nuestro Sistema Solar.

Un sistema binario bastante estudiado es 16 Cygni, situado a una distancia de aproximadamente 69 años luz de la Tierra. Dicho sistema está formado por dos estrellas enanas amarillas parecidas al Sol: 16 Cygni A y 16 Cygni B. Y es posible que abarque también a una estrella enana roja. Se estima que 16 Cygni A y 16 Cygni B se encuentran separadas por una distancia de 860 UA [en donde UA, la unidad astronómica, se define por la distancia existente entre la Tierra y el Sol]. A modo de comparación, puede decirse que la distancia existente entre el Sol y la denominada heliopausa, que constituye la frontera más distante del Sistema Solar, está estimada en entre 110 y 160 UA. Pese a la enorme distancia que separa a las dos estrellas gemelas, la órbita fuertemente excéntrica de un planeta mayor que Júpiter que orbita alrededor de la estrella 16 Cygni B tal vez obedezca a la perturbación gravitatoria producida por la estrella 16 Cygni A.

“Resulta interesante acotar que la componente 16 Cygni A, a la cual no se le ha detectado ningún planeta, es sobreabundante en elementos refractarios, lo que sugiere que quizá esa estrella ya se haya tragado planetas”, comenta Meléndez.

La investigación contó con el apoyo de la FAPESP a través del Proyecto Temático intitulado “Espectroscopía de alta precisión: de las primeras estrellas a los planetas”, bajo la coordinación de Meléndez.

Puede accederse a la lectura del artículo intitulado Chemical evidence for planetary ingestion in a quarter of Sun-like stars en el siguiente enlace: www.nature.com/articles/s41550-021-01451-8.