El planeta similar a Neptuno orbita a una estrella una cuarta parte de su tamaño aproximadamente una vez cada diez días, dejando una cola de gas similar a un cometa compuesta de hidrógeno, oxígeno y azufre a su paso.

El descubrimiento realizado por astrónomos del Departamento de Física de la Universidad de Warwick y el Núcleo del Milenio para la Formación de Planetas (NPF) en la Universidad de Valparaíso se publica hoy (4 de diciembre) en la revista Naturaleza. Es la primera evidencia de un planeta gigante que orbita una estrella enana blanca y sugiere que podría haber muchos más planetas alrededor de esas estrellas esperando ser descubiertos.

Hasta ahora, nunca ha habido evidencia de un planeta que haya sobrevivido la transición de una estrella a una enana blanca.

La estrella WDJ0914 + 1914 fue identificada en una encuesta de diez mil enanas blancas observada por el Sloan Digital Sky Survey. Los científicos de Warwick analizaron variaciones sutiles en la luz emitida por el sistema para identificar los elementos presentes alrededor de la estrella.

Detectaron picos muy pequeños de hidrógeno en los datos, lo cual era inusual en sí mismo, pero también de oxígeno y azufre, que nunca habían visto antes. Utilizando el Very Large Telescope del European Southern Observatory en Chile para obtener más observaciones de esta estrella, descubrieron que la forma de las características de hidrógeno, oxígeno y azufre son indicadores típicos de un anillo de gas.

El autor principal, el Dr. Boris Gaensicke, de la Universidad de Warwick, dijo: "Al principio, pensamos que se trataba de una estrella binaria con un disco de acreción formado por la masa que fluye entre las dos estrellas. Sin embargo, nuestras observaciones muestran que es un solo blanco enano con un disco alrededor de aproximadamente diez veces el tamaño de nuestro sol, hecho únicamente de hidrógeno, oxígeno y azufre. Tal sistema nunca antes se había visto, y de inmediato me quedó claro que se trataba de una estrella única ".

Cuando los astrónomos promediaron todos los espectros que obtuvieron durante dos noches en Chile, estaba claro que WDJ0914 + 1914 estaba acumulando azufre y oxígeno del disco. Analizando los datos, pudieron medir la composición del disco y concluyeron que coincide con lo que los científicos esperan para las capas más profundas de los gigantes de hielo de nuestro propio sistema solar, Urano y Neptuno.

El Dr. Matthias Schreiber de la Universidad de Valparaíso demostró a través de un conjunto de cálculos que la enana blanca caliente de 28,000 grados Celsius está evaporando lentamente este gigante helado oculto bombardeándolo con fotones de alta energía y tirando su masa perdida en un disco de gas alrededor de la estrella en un momento tasa de más de 3.000 toneladas por segundo.

El Dr. Gaensicke dijo: "Esta estrella tiene un planeta que no podemos ver directamente, pero debido a que la estrella está tan caliente que está evaporando el planeta, y detectamos la atmósfera que está perdiendo. Podría haber muchas enanas blancas más frías que tienen planetas". pero carece de los fotones de alta energía necesarios para impulsar la evaporación, por lo que no podríamos encontrarlos con el mismo método. Sin embargo, algunos de esos planetas podrían detectarse usando el método de tránsito una vez que el Telescopio de prospección sinóptica grande salga al cielo.

"Este descubrimiento es un gran avance porque en las últimas dos décadas tuvimos evidencia creciente de que los sistemas planetarios sobreviven en la etapa de enana blanca. Hemos visto muchos asteroides, cometas y otros pequeños objetos planetarios golpeando enanas blancas, y explicar estos eventos requiere cuerpos más grandes, de masa planetaria más allá. Tener evidencia de un planeta real en el que se dispersó es un paso importante ".

El Dr. Schreiber agrega: "En cierto sentido, WDJ0914 + 1914 nos proporciona una visión del futuro muy lejano de nuestro propio sistema solar".

La enana blanca que vemos hoy fue una vez una estrella similar al sol, pero finalmente se quedó sin combustible, se convirtió en un gigante rojo, unas 100 veces el tamaño del sol. Durante esa fase de su vida, la estrella habrá perdido aproximadamente la mitad de su masa y lo que quedó se ha reducido drásticamente hasta llegar al tamaño de la Tierra: la enana blanca es esencialmente el núcleo quemado de la antigua estrella.

Extraordinariamente, la órbita actual del planeta alrededor de la enana blanca habría estado profundamente dentro del gigante rojo, por lo que dispersándose con algunos otros planetas en el sistema, una especie de juego de piscina cósmica, lo acercó a la enana blanca después de las capas externas del gigante rojo. Se perdieron.

Una vez que nuestro propio sol se quede sin combustible en aproximadamente 4.500 millones de años, eliminará sus capas externas, destruirá Mercurio, Venus y probablemente la Tierra, y finalmente expondrá el núcleo quemado: la enana blanca. En un artículo complementario dirigido por el Dr. Schreiber y el Dr. Gaensicke y publicado en Letras de revistas astrofísicas, detallan cómo esto irradiará suficientes fotones de alta energía para evaporar Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Al igual que en WDJ0914 + 1914, parte de ese gas atmosférico terminará en la enana blanca dejada por el sol y será observable para las futuras generaciones de astrónomos alienígenas.

Los astrónomos argumentan que esta evaporación planetaria y la posterior acumulación de enanas blancas jóvenes es probablemente un proceso relativamente común y que podría abrir una nueva ventana para estudiar la composición química de las atmósferas de los planetas gigantes de gas extrasolar.

El Dr. Schreiber comenta: "Nos quedamos atónitos cuando nos dimos cuenta de que al observar enanas blancas calientes, potencialmente estamos viendo firmas de atmósferas de planetas extrasolares. Si bien esta hipótesis necesita más confirmación, podría abrir las puertas para entender las atmósferas de planetas extrasolares".