Una de las estrellas más antiguas de la Vía Láctea ha sido localizada por astrónomos de la Universidad de Warwick.
El sistema planetario rocoso y helado más antiguo identificado proviene de la estrella enana blanca más antigua de nuestra galaxia y está acumulando escombros de planetesimales en círculos , según un nuevo estudio publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society el sábado.
«Estamos encontrando los remanentes estelares más antiguos en la Vía Láctea que están contaminados por planetas que alguna vez fueron similares a la Tierra», dijo Abbigail Elms , autora principal del estudio, Ph.D. estudiante del departamento de física de la Universidad de Warwick.
«Es sorprendente pensar que esto sucedió en la escala de 10 mil millones de años, y que esos planetas murieron mucho antes de que se formara la Tierra».
«Estas estrellas contaminadas con metales muestran que la Tierra no es única, existen otros sistemas planetarios con cuerpos planetarios similares a la Tierra», agregó.
Todas las estrellas se convierten en enanas blancas.
Las enanas blancas, que se crearon a partir de las estrellas más antiguas de nuestra galaxia, arrojan luz sobre cómo se formaron y desarrollaron los sistemas planetarios alrededor de las estrellas más antiguas de la Vía Láctea.
Son tan comunes en el universo, el 97 por ciento de todas las estrellas eventualmente se convertirán en una, por lo que es crucial comprenderlas.
Una enana blanca es una estrella que ha consumido todo su combustible, ha perdido todas sus capas externas y actualmente se está enfriando y contrayendo. Y la mayoría de las estrellas, incluidas aquellas como nuestro sol, eventualmente se convertirán en enanas blancas.
Dos peculiares enanas blancas observadas
Dos peculiares enanas blancas vistas por el observatorio espacial GAIA de la Agencia Espacial Europea fueron modeladas para este estudio por un equipo de astrónomos.
Los investigadores analizaron dos estrellas, ambas contaminadas por material planetario. Se descubrió que una era extraordinariamente azul, mientras que la otra es la estrella más débil y roja descubierta hasta la fecha en el vecindario galáctico cercano.
Para determinar cuánto tiempo se ha estado enfriando la estrella «roja» WDJ2147-4035, los astrónomos utilizaron datos espectroscópicos y fotométricos de GAIA, el Dark Energy Survey y el instrumento X-Shooter en el Observatorio Europeo Austral.
Descubrieron que la estrella tiene aproximadamente 10.700 millones de años, de los cuales 10.200 millones de años los ha pasado enfriándose como una enana blanca.
Sólo marginalmente más joven que WDJ2147-4035, la segunda estrella «azul», WDJ1922+0233, fue contaminada por desechos planetarios con una composición cercana a la corteza continental de la Tierra.
«La estrella roja WDJ2147-4035 es un misterio, ya que los desechos planetarios acumulados son muy ricos en litio y potasio y no se parecen a nada conocido en nuestro propio sistema solar», explicó Abbigail.
«Esta es una enana blanca muy interesante ya que su temperatura superficial ultra fría, los metales que la contaminan, su vejez y el hecho de que es magnética, la hacen extremadamente rara».
El equipo científico llegó a la conclusión de que la atmósfera mixta de helio e hidrógeno de WDJ1922+peculiar 0233 es lo que le da su inusual color azul a pesar de la temperatura superficial fría.
Los resultados
Mediante el proceso de espectroscopia, que consiste en examinar la luz de la estrella en varias longitudes de onda, es posible identificar y cuantificar los elementos que están presentes en la atmósfera de la estrella al detectar cuándo absorben luz en determinadas longitudes de onda.
El equipo descubrió la enana blanca contaminada con metales más antigua al estudiar los espectros de WDJ2147-4035, que contiene sodio, litio y potasio, así como una posible acumulación de carbono.
Los restos de la estrella roja WDJ2147-4035, que se descubrió en su atmósfera de alta gravedad y casi puro helio, provenían de un antiguo sistema planetario que soportó la transformación de la estrella en una enana blanca, lo que llevó a los astrónomos a afirmar que este es el sistema planetario más antiguo. sistema alrededor de una enana blanca jamás encontrada en la Vía Láctea.
«Cuando estas viejas estrellas se formaron hace más de 10 mil millones de años, el universo era menos rico en metales de lo que es ahora, ya que los metales se forman en estrellas evolucionadas y gigantescas explosiones estelares». dijo el profesor Pier-Emmanuel Tremblay del Departamento de Física de la Universidad de Warwick.
«Las dos enanas blancas observadas brindan una ventana emocionante a la formación planetaria en un entorno pobre en metales y rico en gas que era diferente a las condiciones cuando se formó el sistema solar».
Resumen del estudio:
Identificamos dos enanas blancas ultrafrías (Teff<4000 K) contaminadas con metales (DZ), WD J2147−4035 y WD J1922+0233, como las estrellas DZ más frías y las segundas más frías conocidas hasta la fecha con Teff≈3050 K y Teff≈3340 K, respectivamente. La fuerte absorción atmosférica inducida por colisión (CIA) provoca la supresión del flujo óptico e infrarrojo rojo en WD J1922+0233, lo que da como resultado un color azul inusual dada su baja temperatura. WD J2147−4035 tiene una CIA infrarroja moderada pero tiene los colores ópticos más rojos conocidos para una enana blanca DZ. Las mejoras de la microfísica en los efectos no ideales y las opacidades de la CIA en nuestro código de atmósfera modelo arrojan soluciones razonables para las observaciones de estas estrellas ultrafrías. WD J2147−4035 tiene una edad de enfriamiento de más de 10 Gyr, que es la más grande conocida para una enana blanca DZ, mientras que WD J1922+0233 es un poco más joven con una edad de enfriamiento de 9 Gyr. Los cálculos de cinemática galáctica de la astrometría precisa Gaia EDR3 revelan que estas estrellas DZ ultrafrías son miembros probables del disco galáctico, por lo que podrían ser objetos fundamentales en estudios futuros que restrinjan un límite de edad superior para el disco de la Vía Láctea. Presentamos espectroscopia de resolución intermedia para ambos objetos, que proporciona las primeras observaciones espectroscópicas de WD J2147-4035. Se realizan detecciones de sodio y potasio en ambas enanas blancas, además de calcio en WD J1922+0233 y litio en WD J2147−4035. Identificamos la naturaleza magnética de WD J2147−4035 a partir de la división de Zeeman en la línea de litio y también realizamos una detección tentativa de carbono, por lo que clasificamos esta estrella como DZQH. WD J1922+0233 probablemente acumuló desechos de la corteza planetaria, mientras que la composición de desechos que contaminó WD J2147-4035 permanece sin restricciones. Se realizan detecciones de sodio y potasio en ambas enanas blancas, además de calcio en WD J1922+0233 y litio en WD J2147−4035. Identificamos la naturaleza magnética de WD J2147−4035 a partir de la división de Zeeman en la línea de litio y también realizamos una detección tentativa de carbono, por lo que clasificamos esta estrella como DZQH. WD J1922+0233 probablemente acumuló desechos de la corteza planetaria, mientras que la composición de desechos que contaminó WD J2147-4035 permanece sin restricciones. Se realizan detecciones de sodio y potasio en ambas enanas blancas, además de calcio en WD J1922+0233 y litio en WD J2147−4035. Identificamos la naturaleza magnética de WD J2147−4035 a partir de la división de Zeeman en la línea de litio y también realizamos una detección tentativa de carbono, por lo que clasificamos esta estrella como DZQH. WD J1922+0233 probablemente acumuló desechos de la corteza planetaria, mientras que la composición de desechos que contaminó WD J2147-4035 permanece sin restricciones.