Aunque se ha sospechado la existencia de planetas orbitando alrededor de otras estrellas durante siglos, no fue hasta finales del siglo XX que nuestra tecnología fue capaz de detectarlos. O eso pensábamos hasta hace poco. Foto: Representación artística de un cometa cayendo a una enana blanca rodeada de un disco de materia y un exoplaneta. Foto: Z. Levy, NASA, ESA
Aunque se ha sospechado la existencia de planetas orbitando alrededor de otras estrellas durante siglos, no fue hasta finales del siglo XX que nuestra tecnología fue capaz de detectarlos. O eso pensábamos hasta hace poco. Giordano Bruno en el siglo XVI e Isaac Newton en el XVIII hicieron referencia a la posibilidad de que las estrellas del firmamento fueran soles muy distantes. Argumentaron que, de ser así, probablemente tendrían planetas orbitando a su alrededor, como los tenía el Sol. Esto eran simplemente especulaciones que han resultado ser ciertas. Ellos no disponían de ningún indicio que sugiriera esa posibilidad. Pero desde 1919 sí lo tenemos, aunque pasó desapercibido durante casi un siglo.
En el Observatorio Carnegie se conservan un cuarto de millón de placas fotográficas tomadas en los observatorios históricos del Monte Wilson, Palomar y Las Campanas a lo largo de más de 100 años. El Observatorio del Monte Wilson albergó hace más de un siglo sendos telescopios de 60 y 100 pulgadas, que redefinieron aquello que podíamos observar del cosmos. Fue por ejemplo en este observatorio donde Edwin Hubble descubriría que había universo más allá de nuestra galaxia y que Andrómeda no formaba parte de la Vía Láctea, si no que era una galaxia en sí misma, separada de la nuestra.
También Hubble, con la ayuda de Milton Humason, usó estos telescopios para explorar cómo las galaxias parecían alejarse unas de las otras, a mayor velocidad cuanto más lejos estuvieran. Con estas observaciones se dio cuenta de que el universo no solo era gigantesco, sino que además estaba en expansión. Esta fue la primera prueba que nos llevaría a plantear el Big Bang como el inicio del universo. Pero este observatorio vio un descubrimiento igual de relevante y que pasó desapercibido durante décadas: la primera evidencia de la existencia de un exoplaneta.
Negativo de la fotografía de Andrómeda tomada por Hubble en el Observatorio del Monte Wilson. Créditos: Carnegie Observatories
Cuando el profesor emérito de astronomía de la Universidad de California, Ben Zuckerman, estaba preparando la charla que daría en un simposio en el verano de 2014 tuvo un “momento eureka”. Su charla trataría sobre la “contaminación” alrededor de enanas blancas, es decir, la presencia de elementos más pesados que el helio en las fotosferas de estos astros. Las enanas blancas se forman cuando una estrella de masa similar al Sol pierde sus capas externas tras haber agotado todo su combustible nuclear. Lo que queda tras expulsar su envoltura gaseosa es un denso núcleo compuesto principalmente de helio (o de carbono y oxígeno para estrellas más pesadas que el Sol).
Edwin Hubble fue uno de los astrónomos más importantes de inicios del siglo XX. Foto: Huntington Library
A estos elementos pesados se les llama “contaminación” por que pensamos que no deberían aparecer cerca de la superficie y deberían hundirse al núcleo de la estrella. La primera enana blanca contaminada fue descubierta por Adriaan van Maanen en 1917. En 1919 capturó, junto con Walter Adams, el espectro de esta estrella en una placa de cristal. En un primer momento pensaron que la estrella era algo mayor que el Sol y más caliente y que aún no había abandonado la secuencia principal. Pero hoy sabemos que es la enana blanca solitaria más cercana a la Tierra. Zuckerman se dio cuenta, mientras preparaba su charla, que la estrella de van Maanen podría haber mostrado la primera evidencia de tener planetas orbitando a su alrededor. La contaminación alrededor de la enana blanca, que primero se identificó como una estrella diferente y más tarde se entendió como proveniente del medio interestelar, provenía en verdad de material rocoso que había caído recientemente a la estrella.
Un postit avisa de que esta podría ser la primera evidencia de exoplanetas. Foto: Dan Kohne
Es decir, no es que los elementos pesados detectados alrededor de esta enana blanca contaminada (y las decenas que conocemos a día de hoy) pertenezcan al propio planeta. Si no que un planeta, o al menos un objeto masivo, ha catapultado cantidad de asteroides y de polvo hacia la superficie de la estrella. Al caer y arder en ella, observamos su presencia como trazas de elementos pesados.
En 2007 Zuckerman y su equipo habían publicado observaciones de la atmósfera de una enana blanca que contenía 17 elementos químicos diferentes, con una proporción similar a la que encontraríamos en la Tierra o la Luna. Esto sugería que esos elementos provenían de algún cuerpo rocoso que se había acercado demasiado a la estrella y un cuerpo de gran masa que lo había mandado hasta allí.
El espectro de la estrella de van Maanen tomado en 1919. Créditos: Carnegie Institution for Science
Tras las investigaciones de Zuckermann, el que había sido su estudiante, Jay Farihi, se dio cuenta de que alguien debía haber hecho aquella primera observación que sugería la presencia de un exoplaneta alrededor de una enana blanca. Se puso en contacto con el Observatorio Carnegie, donde encontraron la placa de cristal donde se había registrado el espectro de la estrella de van Maanen casi 100 años antes.
Aunque se han detectado planetas rocosos, gaseosos y hasta cinturones de roca y polvo alrededor de varias enanas blancas, a día de hoy aún no hemos detectado la presencia de ningún exoplaneta alrededor de la estrella de van Maanen. Sin embargo, todas las observaciones, incluso las tomadas hace más de 100 años, apuntan en esa dirección. Tal vez sea cuestión de tiempo, o de utilizar el instrumento apropiado. De confirmarse, los hallazgos en torno a esta enana blanca representarían la primera evidencia, aunque indirecta, de la existencia de exoplanetas, casi 80 años antes que la primera evidencia directa. A día de hoy se conocen ya más de 5500 de estos cuerpos y esperamos descubrir miles y decenas de miles más en el futuro cercano.
Referencias:
Farihi, J. (2016). Circumstellar debris and pollution at white dwarf stars. New Astronomy Reviews, 71, 9–34. https://doi.org/10.1016/j.newar.2016.03.001 Farihi, J., Becklin, E. E., & Zuckerman, B. (2008). spitzerIRAC observations of white dwarfs. II. massive planetary and cold brown dwarf companions to young and old degenerates. The Astrophysical Journal, 681(2), 1470–1483. https://doi.org/10.1086/588726
(Fuente: Muy interesante)
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