Una estrella parpadeante devora planetas destruidos.

La estrella RZ Piscium.

Ilustración de autor que nos muestra un disco de polvo circunstelar alrededor de una estrella, los cometas se ha añadido para das más dramatismo  a la imagen.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC).

Un equipo de astrónomos de EE. UU que estudia la estrella RZ Piscium ha encontrado evidencia que sugiere que sus extraños e impredecibles episodios de oscurecimiento pueden ser causados ​​por vastas nubes orbitales de gas y polvo, los restos de uno o más planetas destruidos.

"Nuestras observaciones muestran que hay manchas masivas de polvo y gas que de vez en cuando bloquean la luz de la estrella y que probablemente estén en espiral", dijo Kristina Punzi, estudiante de doctorado en el Instituto de Tecnología de Rochester (RIT) en Nueva York y autora principal de documento que describe los hallazgos. "Aunque podría haber otras explicaciones, sugerimos que este material pudo haber sido producido por la descomposición de cuerpos en órbita masivos cerca de la estrella".

El telescopio de rayos X XMM-Newton de la ESA.
Crédito: ESA

RZ Piscium se encuentra a unos 550 años luz de distancia en la constelación de Piscis. Durante sus episodios de oscurecimiento erráticos, que pueden durar hasta dos días, la estrella se vuelve hasta 10 veces más débil. Produce mucha más energía en las longitudes de onda infrarrojas que las emitidas por estrellas como nuestro Sol, lo que indica que la estrella está rodeada por un disco de polvo caliente. De hecho, alrededor del 8 por ciento de su luminosidad total se encuentra en el infrarrojo, un nivel igualado por solo algunas de las miles de estrellas cercanas estudiadas en los últimos 40 años. Esto implica enormes cantidades de polvo.

Estas y otras observaciones llevaron a algunos astrónomos a concluir que RZ Piscium es una estrella joven similar al Sol rodeada por un cinturón de asteroides denso, donde las frecuentes colisiones muelen las rocas hasta convertirlas en polvo.

Pero la evidencia no estaba clara. Una visión alternativa sugiere que, en cambio, la estrella es algo más antigua que nuestro Sol y recién comienza su transición al estadio gigante rojo. Un disco polvoriento de la juventud de la estrella se habría dispersado después de unos pocos millones de años, por lo que los astrónomos necesitaban otra fuente de polvo para dar cuenta del brillo infrarrojo de la estrella. Debido a que la estrella del envejecimiento se está haciendo más grande, condenaría cualquier planeta en órbitas cercanas, y su destrucción podría proporcionar el polvo necesario.

Entonces, ¿qué es, una estrella joven con un disco de escombros o un estudiante estelar aplastante del planeta? Según la investigación de Punzi y sus colegas, RZ Piscium es un poco de ambos.

Vista aérea del observatorio Lick, foto realizada por Laurie Hatch.

El equipo investigó la estrella utilizando el telescopio espacial satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea (ESA), el telescopio de 3 metros Shane en el Observatorio Lick en California y el telescopio Keck I de 10 metros en el Observatorio W.M. Keck en Hawai.

Las estrellas jóvenes a menudo son fuentes prodigiosas de rayos X. Gracias a 11 horas de observaciones de XMM-Newton, el equipo de Punzi muestra que RZ Piscium también lo es. Su producción total de rayos X es aproximadamente 1.000 veces mayor que la de nuestro Sol, lo que esencialmente apunta a la juventud estelar.

Las observaciones terrestres del equipo revelaron que la temperatura de la superficie de la estrella era de aproximadamente 9,600 grados Fahrenheit (5,330 grados Celsius), solo que ligeramente más fría que la del Sol. También muestran que la estrella está enriquecida con el elemento decisivo litio, que se destruye lentamente por las reacciones nucleares dentro de las estrellas.

"La cantidad de litio en la superficie de una estrella disminuye a medida que envejece, por lo que sirve como un reloj que nos permite estimar el tiempo transcurrido desde el nacimiento de una estrella", dijo el coautor Joel Kastner, director del laboratorio RIT para Multiwavelength Astrophysics. "Nuestra medición de litio para RZ Piscium es típica para una estrella de su temperatura superficial que tiene entre 30 y 50 millones de años".

Entonces, aunque la estrella es joven, en realidad es demasiado vieja para estar rodeada de tanta gasolina y polvo. "La mayoría de las estrellas similares al Sol perdieron sus discos formadores de planetas a los pocos millones de años de su nacimiento", dijo el miembro del equipo Ben Zuckerman, profesor de astronomía de la Universidad de California en Los Ángeles. "El hecho de que RZ Piscium albergue tanta gasolina y polvo después de decenas de millones de años significa que probablemente esté destruyendo, en lugar de construir, los planetas".

Las observaciones en tierra también sondearon el entorno de la estrella, capturando evidencia de que el polvo está acompañado de cantidades sustanciales de gas. Según la temperatura del polvo, alrededor de 450 grados F (230 grados C), los investigadores creen que la mayor parte de los desechos está en órbita a unos 30 millones de millas (50 millones de kilómetros) de la estrella.

Keck I y Keck II.

"Si bien creemos que la mayor parte de estos desechos está más cerca de la estrella que el planeta que Mercurio llega a nuestro Sol, las mediciones también muestran una emisión y absorción variable y en rápido movimiento del gas rico en hidrógeno", dijo el coautor Carl Melis. , un investigador científico asociado en la Universidad de California, San Diego. "Nuestras mediciones proporcionan evidencia de que el material está cayendo hacia la estrella y también fluyendo hacia afuera".

Un artículo que informa los hallazgos fue publicado el jueves 21 de diciembre en The Astronomical Journal, artículo en línea.

La mejor explicación que explica todos los datos disponibles, dicen los investigadores, es que la estrella está rodeada por escombros que representan las consecuencias de un desastre de proporciones planetarias. Es posible que las mareas de la estrella puedan estar extrayendo material de un compañero substelar cercano o planeta gigante, produciendo corrientes intermitentes de gas y polvo, o que el compañero ya está completamente disuelto. Otra posibilidad es que uno o más planetas masivos y ricos en gas en el sistema sufrieron una colisión catastrófica en el pasado astronómicamente reciente.

El observatorio XMM-Newton de la ESA se lanzó en diciembre de 1999 desde Kourou, Guayana Francesa. La NASA financió elementos del paquete de instrumentos XMM-Newton y proporciona el Centro de Observación de Visitantes de la NASA en Goddard, que respalda el uso del observatorio por parte de astrónomos de EE. UU.

Por Francis Reddy

El Goddard Space Flight Center de la NASA, Greenbelt, Md.

• Última actualización: 21 de diciembre de 2017

Editor: Rob Garner