El 'planeta Fénix' desafía a la astrofísica: así renace un mundo de las cenizas de su estrella muerta

Hasta hace poco, la astrofísica operaba bajo la premisa de que los planetas se forman una sola vez, al mismo tiempo que su estrella, a partir del disco de gas y polvo primigenio. Cuando el astro agota su combustible y muere, el sistema planetario enfrenta una inevitable fase de destrucción o dispersión. Sin embargo, un hallazgo científico publicado en la revista Nature Astronomy acaba de abrir una brecha sobre este asunto.

Un equipo internacional de astrónomos, liderado por la Universidad de Warwick y con participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha descubierto las primeras evidencias de un planeta de "segunda generación". Se trata de un gigante gaseoso que se habría gestado directamente a partir de los escombros y el gas expulsados por la estrella durante su propia muerte.

En la comunidad científica ha comenzado a encajar el término "planeta Fénix". El apodo ya se utilizó hace un par de años para calificar a exoplanetas como TIC 365102760 b. Se trataba de un "Neptuno caliente" capaz de retener su atmósfera en condiciones extremas donde debería ser una roca desnuda. El objeto detectado ahora, sin embargo, va un paso más allá.

Una huella química que no debería existir

El centro de este descubrimiento es HS 0209+0832, una enana blanca joven ubicada a miles de años luz y con una temperatura de 35.800 grados. Cuando estrellas similares a nuestro Sol mueren, colapsan en estos densos cadáveres estelares.

Es común que las enanas blancas engullan asteroides cercanos, lo que deja trazas de hierro o silicio en sus atmósferas. Pero al analizar la luz de HS 0209+0832, los científicos se encontraron con una sorpresa. La estrella estaba "contaminada" con enormes cantidades de zinc, cobre y, sobre todo, niobio (un elemento pesado mil veces más abundante aquí que en el Sol). Mientras, el hierro y el silicio apenas aparecían.

La pista definitiva estaba oculta en los archivos del telescopio espacial Hubble desde 1999. Al reanalizar con tecnología actual cerca de un centenar de líneas químicas que en su día no se pudieron identificar, el equipo descubrió que esta mezcla es el resultado directo del llamado "proceso s" (captura lenta de neutrones). Esta reacción nuclear solo ocurre en el corazón de las estrellas gigantes rojas durante los últimos "suspiros" de su vida.

"Este patrón de elementos es una señal inequívoca del proceso s", explica el astrofísico Nicholas Stone, coautor de la investigación. "Es una huella química que ningún planeta ordinario de primera generación debería tener".

Un gigante en proceso de evaporación

Para cerrar el círculo de la investigación, los datos del satélite TESS de la NASA aportaron la pieza que faltaba. Se trata de una fluctuación en el brillo de la estrella que se repite exactamente cada 4,4 días.

Los investigadores sostienen que esta señal corresponde a la presencia de un candidato a planeta gigante, de un tamaño similar a Júpiter, orbitando a tan solo seis millones de kilómetros de la enana blanca. A esa distancia tan corta, la radiación estelar es tan brutal que está evaporando la atmósfera del planeta. El gas arrancado forma una cola de material que cae sobre la superficie de la enana blanca. De este modo, los elementos químicos anómalos que captan los telescopios son, en realidad, los restos del propio planeta volviendo al astro del que nació.

"Los planetas de segunda generación se forman con el material que la estrella expulsa al morir", señala Jamie Williams, primer autor del estudio en Warwick. "Encontrar uno alrededor de una enana blanca era totalmente inesperado. Es como hallar un planeta que ha surgido de las cenizas de su propio Sol".

¿Cómo pudo nacer tras la muerte del sistema?

La formación planetaria exige que el material se concentre en un disco estable. Una estrella solitaria que muere suele expulsar su masa hacia el espacio de forma simétrica, dispersando el gas sin dar opción a que vuelva a reunirse.

Para resolver este enigma, los astrónomos plantean que el sistema de HS 0209+0832 contaba con una segunda estrella compañera. Su fuerza de gravedad habría actuado como red de contención, atrapando parte del gas expulsado para crear un nuevo disco protoplanetario del que nació este gigante gaseoso.

"La formación del disco protoplanetario en esta situación no es fácil y ayuda a explicar por qué estos planetas son tan raros", añade Williams. "Una estrella aislada muere y pierde masa de forma aproximadamente simétrica. Para formar el disco de material necesario para el nacimiento de un planeta, HS 0209+0832 probablemente requirió una estrella compañera que atrajera el material expulsado de vuelta a la órbita, en lugar de dejarlo escapar".

La muerte de una estrella ya no significa la muerte de su sistema

Aunque el objeto figura de momento como un sólido candidato a la espera de futuras observaciones que confirmen su órbita definitiva, el hallazgo cambia la forma en que miramos el cosmos.

"Lo más destacable del planeta que orbita HS 0209+0832 es que no se trata de un planeta de otro lugar, ni de un superviviente del nacimiento del sistema. Parece que se formó a partir del mismo material que su estrella expulsó al morir", concluye el profesor Boris Gänsicke, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick. "En cierto modo, este sistema ha dado origen a un nuevo mundo utilizando los cimientos del anterior".

El descubrimiento de la Universidad de Warwick abre así una nueva etapa en la astrofísica. Demuestra que la muerte de una estrella no siempre significa el fin de su sistema. El hallazgo de este único ejemplo plantea por tanto la cuestión de cuántos más podrían existir en el universo. A lo mejor nuestro propio Sistema Solar podría albergar, dentro de 5.000 millones de años, un planeta de segunda generación formado a partir de las cenizas del Sol.