¿Qué sucede cuando una estrella gigante roja consume un planeta?

Los astrofísicos saben desde hace mucho tiempo que, a medida que las estrellas como el Sol envejecen, alcanzan una etapa en la que se convierten en estrellas grandes e hinchadas llamadas gigantes rojas, muchas veces su diámetro juvenil.

Estas estrellas pueden incluso expandirse lo suficiente como para consumir algunos de sus planetas en órbita, dice Ricardo Yarza, estudiante graduado en astronomía y astrofísica en la Universidad de California, Santa Cruz, en los Estados Unidos. “Es algo que sabemos que le sucederá a Mercurio y Venus en nuestro sistema solar”, dice.

Esto, por supuesto, no es bueno para un planeta. Pero, ¿qué le sucede a la estrella cuando se traga un planeta?

Si el planeta es pequeño, probablemente no mucho. En nuestro sistema solar, los cometas a menudo caen hacia el sol, con poco efecto aparente. Y aunque Mercurio y Venus son sustancialmente más grandes que los cometas, siguen siendo pequeños en comparación con el Sol mismo.

Pero muchos sistemas planetarios tienen planetas cercanos que son mucho más grandes que Mercurio o Venus. Y un número significativo de estos sistemas finalmente verán al menos un planeta engullido, dijo Yarza en una reunión reciente de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Pasadena, California.

Un efecto es que el planeta impartirá su impulso orbital a la estrella a medida que se sumerge en ella. “Piense en la estrella como una taza de café y el planeta como una cuchara”, dice. “Una vez que pones la cuchara en el café y comienzas a revolverlo, obviamente estás girando el café. Entonces, una vez que un planeta ingresa a la estrella, es una especie de agitación desde adentro”.

Esto, dice, podría explicar por qué algunas estrellas gigantes giran anormalmente rápido: “Una explicación es que han engullido un planeta”, dice Yarza.

Las inundaciones planetarias también podrían explicar por qué algunas estrellas son extrañamente ricas en litio.

Es extraño, dice Yarza, porque el litio se consume fácilmente en el horno nuclear de una estrella del tamaño de un Sol, por lo que cuando dicha estrella alcanza las últimas etapas de su vida, no debería tener mucho. A menos, quizás, que haya consumido recientemente un objeto demasiado pequeño para tener un horno nuclear de litio, como un gran planeta o una enana marrón (una estrella muy hermosa, apenas más grande que un planeta gigante).


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Finalmente, dice, algunas enanas blancas, las estrellas remanentes creadas cuando las gigantes rojas eventualmente vuelven a caer sobre sí mismas y colapsan a tamaños más normales, tienen planetas o estrellas enanas marrones en órbitas cercanas a su alrededor.

Estos, dice, pueden haberse formado a partir del material expulsado por la gigante roja cuando intentó tragarse un planeta excesivamente grande. “Si mezclas el café lo suficientemente fuerte con la cuchara”, dice Yarza, “saldrá un poco de café”. En el caso de una estrella, el material derramado sería material de sus capas exteriores, que luego podría fusionarse en un nuevo objeto.

En un esfuerzo por examinar los detalles, el equipo de Yarza modeló la inmersión de planetas gigantes de varios tamaños. Descubrieron que, de hecho, es posible hacer girar una estrella lo suficientemente rápido como para expulsar sus capas externas, proporcionando material a partir del cual podría formarse un nuevo planeta o una enana marrón.

Pero su equipo también descubrió que engullir un planeta grande podría impartir muy rápidamente una cantidad extraordinaria de energía a la estrella, suficiente para aumentar brevemente su brillo en un factor de hasta 10.000.

¿Significa esto que podríamos detectar tal proceso en acción al encontrar estrellas miles de veces más brillantes?

En teoría, tal vez. En la práctica, dice Yarza, podría ser difícil, porque estos aumentos en el brillo son de corta duración en términos astronómicos y solo persisten durante unos pocos miles de años. “Creo que sería difícil de detectar”, dice.

El estudio de Yarza está disponible en línea en arxiv.org/músculos abdominales/2203.11227.



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