Planetas y sus restos alrededor de enanas blancas

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Si bien las supernovas son la muerte más dramática de las estrellas, el 95% de las estrellas terminarán sus vidas de una manera mucho más tranquila, primero hinchándose a un gigante rojo (quizás algunas veces por si acaso) antes de liberar lentamente sus capas externas en un planeta nebulosa y desapareciendo como una enana blanca. Este es el destino de nuestro propio sol que se expandirá casi hasta la órbita de Marte. Mercurio, Venus y la Tierra serán completamente consumidos. Pero, ¿qué pasará con el resto de los planetas en el sistema?

Si bien muchas historias han sugerido que a medida que la estrella alcanza la fase gigante roja, incluso antes de tragar la Tierra, los planetas interiores se volverán inhóspitos, mientras que la zona habitable se expandirá a los planetas exteriores, lo que quizás haga que las lunas ahora congeladas de Júpiter sean la escapada ideal a la playa . Sin embargo, estas situaciones rutinariamente solo consideran planetas con órbitas inmutables. A medida que la estrella pierde masa, las órbitas cambiarán. Las personas cercanas experimentarán resistencia debido a la mayor densidad de gas liberado. Los más alejados se salvarán, pero tendrán órbitas que se expandirán lentamente a medida que el interior masivo de su órbita se desprenda. Los planetas en diferentes radios sentirán la combinación de estos efectos de diferentes maneras, haciendo que sus órbitas cambien de formas no relacionadas entre sí.

Esta sacudida general del sistema orbital hará que el sistema se vuelva una vez más, dinámicamente "joven", con los planetas migrando e interactuando mucho como lo harían cuando el sistema se estaba formando por primera vez. Las posibles interacciones cercanas pueden potencialmente estrellar planetas juntos, arrojándolos fuera del sistema, hacia órbitas elípticas en bucle, o peor, hacia la estrella misma. ¿Pero se puede encontrar evidencia de estos planetas?

Un reciente artículo de revisión explora la posibilidad. Debido a la convección en la enana blanca, los elementos pesados ​​son arrastrados rápidamente a las capas inferiores de la estrella, eliminando rastros de elementos distintos del hidrógeno y el helio en los espectros. Por lo tanto, si se detectan elementos pesados, sería evidencia de acreción continua ya sea del medio interestelar o de una fuente de material circunestelar. El autor de la revisión enumera dos ejemplos tempranos de enanas blancas con atmósferas contaminadas a este respecto: van Maanen 2 y G29-38. Los espectros de ambos muestran fuertes líneas de absorción debido al calcio, mientras que el último también ha detectado un disco de polvo alrededor de la estrella.

¿Pero es este disco de polvo un remanente de un planeta? No necesariamente. Aunque el material podría ser objetos más grandes, como asteroides, los granos más pequeños del tamaño del polvo serían barridos del sistema solar debido a la presión de radiación de la estrella durante la vida útil de la secuencia principal. Al igual que los planetas, las órbitas de los asteroides se perturbarían y cualquier paso demasiado cerca de la estrella podría romperse por la marea y contaminar la estrella, aunque a una escala mucho menor que un planeta digerido. También en este sentido se encuentra la posible interrupción de una posible nube de Oort. Algunas estimaciones han pronosticado que un planeta similar a Júpiter puede tener su órbita expandida hasta mil veces, lo que probablemente también dispersaría a muchos en la estrella.

La clave para ordenar estas fuentes puede estar nuevamente en la espectroscopía. Si bien los asteroides y los cometas ciertamente podrían contribuir a la contaminación de la enana blanca, la fuerza de las líneas espectrales sería un indicador indirecto de la tasa promedio de absorción y debería ser mayor para los planetas. Además, la proporción de varios elementos puede ayudar a restringir dónde se formó el cuerpo consumido en el sistema. Aunque los astrónomos han encontrado numerosos planetas gaseosos en órbitas estrechas alrededor de sus estrellas anfitrionas, se sospecha que se formaron más allá donde las temperaturas permitirían que el gas se condensara antes de ser arrastrado. Los objetos formados más cerca probablemente sean de naturaleza más rocosa y, si se consumen, su contribución a los espectros se desplazaría hacia elementos más pesados.

Con el lanzamiento de la Spitzer telescopio, se han encontrado discos de polvo indicativos de interacciones alrededor de numerosas enanas blancas y la mejora de las observaciones espectrales han indicado que un número significativo de sistemas parecen contaminados. "Si uno atribuye todas las enanas blancas contaminadas con metales a escombros rocosos, entonces la fracción de los sistemas planetarios terrestres que sobreviven a la evolución de la secuencia post-principal (al menos en parte) es tan alta como 20% a 30%". Sin embargo, con la consideración de otras fuentes de contaminación, el número cae a un pequeño porcentaje. Con suerte, a medida que las observaciones progresen, los astrónomos comenzarán a descubrir más planetas alrededor de las estrellas entre la secuencia principal y la región de las enanas blancas para explorar mejor esta fase de la evolución planetaria.

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