Tres planetas alrededor de esta estrella parecida al Sol están condenados. ¡Condenado!

Según una nueva investigación, podemos empezar a elogiar a cuatro exoplanetas que orbitan alrededor de una estrella similar al Sol a unos 57 años luz de distancia. Pero no hay prisa. Nos quedan unos mil millones de años antes de que la estrella se convierta en una gigante roja y comience a consumirse.

La estrella es Rho Coronae Borealis, una estrella enana amarilla como nuestro Sol. Está situado en la constelación de la Corona Boreal y tiene aproximadamente la misma masa, radio y luminosidad que el Sol. Pero donde el Sol tiene unos cinco mil millones de años, el RCB tiene el doble, lo que significa que hay una fase de gigante roja en el horizonte, al menos en términos astrofísicos.

Un nuevo artículo que aparece en el Astrophysical Journal presenta estos hallazgos y plantea algunas preguntas sobre qué sucede con los exoplanetas en la zona habitable de una estrella cuando una estrella se convierte en una gigante roja. El papel es «Diagnóstico de ingestión planetaria dentro del sistema Rho CrBEl único autor es Stephen R. Kane, del Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de la Universidad de California, Riverside.

“La evolución estelar después de la secuencia principal puede conducir a cambios dramáticos y, a veces, impactantes en…
«La geometría del sistema planetario, como la alteración de las mareas de los planetas y la absorción por su estrella anfitriona», escribe Keane. Rho Coronae Borealis es a la vez antigua y brillante, lo que la convierte en «…un caso particularmente interesante de evolución avanzada de la secuencia principal», según Kane. No sólo porque se parece al Sol y es fácil de observar, sino también porque alberga cuatro exoplanetas.

Kane utilizó modelos de evolución estelar para intentar determinar el futuro de Rho Coronae Borealis y el futuro de sus planetas. En 1.500 millones de años, la estrella abandonará la secuencia principal y se convertirá en una gigante roja. Las gigantes rojas pueden crecer hasta alcanzar proporciones épicas y algunas pueden alcanzar mil millones de kilómetros de diámetro. Cuando nuestro Sol se convierta en uno cada varios miles de millones de años, su forma hinchada probablemente consumirá o al menos destruirá todos los planetas interiores.

Rho CrB no es diferente.

Tiene cuatro exoplanetas conocidos llamados Rho Coronae Borealis b, c, d y e. Se nombran por orden de descubrimiento, no por distancia a la estrella. Los tres planetas con mayor riesgo son e, byc, que son los planetas más cercanos a la estrella.

Los cuatro planetas varían en masa desde súper Tierras hasta Júpiter. Todos están más cerca de la estrella que la Tierra del Sol, y los dos planetas más internos están más cerca de su estrella de lo que Mercurio está más cerca del Sol. Están estrictamente confinados en su sistema solar interior, lo que significa que están condenados.

Las investigaciones muestran que e, byc están en la peor posición. Rho CrB puede tragarse por completo estos tres planetas.

La barrido de planetas por una estrella en expansión puede conducir a diferentes resultados dependiendo de la estructura general del sistema. Los planetas pueden tardar décadas en avanzar hacia una estrella. En el camino pueden ser destruidos por la evaporación. También puede ser destruido por perturbaciones de marea cuando alcanza el límite de Roche. En este caso, aumentan el tamaño de la estrella, ayudando a que se hinche más.

Según algunas investigaciones, los planetas con una masa inferior a Júpiter de entre 3 y 5 UA tienen el destino sellado. No hay escapatoria. Pero para otros, a pesar de las difíciles circunstancias, puede haber una salida.

A veces, los modelos científicos muestran que los planetas comienzan a interactuar de maneras gravitacionalmente diferentes entre sí a medida que la estrella se hincha. A medida que la estrella se expande, también pierde masa a medida que continúa fusionando material. Esto crea efectos de marea en el sistema y, en algunos casos, puede empujar a los planetas hacia adentro. Significa la resonancia del movimiento., además de alejarlos de la estrella. Entonces, existe una posible ruta de escape. Sin embargo, es difícil determinar de antemano exactamente qué podría suceder todavía.

Pero si algunas sobreviven, los investigadores creen que podrían sobrevivir cuando la estrella deje atrás la rama de gigante roja (RGB). Incluso pueden sobrevivir cuando la estrella entre en la fase de rama gigante asintótica (AGB). La fase AGB es similar a la fase RGB, pero las estrellas RGB tienen una química ligeramente diferente en sus núcleos y envolturas. Pero los detalles de la estrella no son cruciales para el destino de los planetas.

Existe una posible ruta de escape para algunos planetas, pero las mismas interacciones de mareas que podrían salvar el planeta también pueden actuar en su contra. Las interacciones también podrían empujar al planeta hacia la estrella, provocando una desaparición temprana. Los investigadores se esfuerzan por comprender todos estos procesos observando las estrellas que abandonan la secuencia principal.

Para comprender lo que podría suceder en el sistema Rho CrB, Kane trazó la masa, la luminosidad y el radio de la futura estrella.

Kane también trazó los cambios que sufriría la estrella junto con las posiciones de los cuatro exoplanetas. Esto pone de manifiesto el peligro que enfrentan los planetas.

Entonces, ¿cuántos detalles pueden proporcionar los modelos y simulaciones en lo que respecta a las propiedades de Rho CrB y sus planetas?

«Aunque todos los planetas entrarán en la atmósfera estelar de Rho CrB, sus predicciones individuales varían mucho», explica Keane.

El planeta e, el planeta más interno, es probablemente un planeta terrestre. Será el primero en salir y probablemente se evaporará cuando la estrella lo trague profundamente. Puede desaparecer rápidamente.

El planeta B es el más grande de los cuatro planetas, con una masa de aproximadamente 350 veces la de la Tierra. Es más masivo que Júpiter y cuando entre en la atmósfera en expansión de la estrella, el arrastre hará que entre en espiral. Está condenada a ser perturbada por las mareas, porque simplemente no podrá mantenerse a sí misma.

El destino del Planeta B puede influir en el destino del Planeta C. Si el material del Planeta B hace que la estrella se hinche lo suficiente, esto podría acelerar la desaparición del Planeta C por hundimiento. La misma hinchazón estelar y expansión radial también podrían acelerar la desaparición del Planeta D por hundimiento, todo antes de que la estrella deje atrás su fase RGB.

Los planetas C y D tienen la masa de Neptuno y probablemente perderán masa por evaporación a medida que orbitan hacia la estrella.

Desafortunadamente, el modelado no tuvo en cuenta la dinámica orbital. Pero es posible que un planeta pueda escapar de todo este caos. El Planeta D es el único mundo que tiene posibilidades de escapar. «Nuestro modelo tampoco incluyó los efectos de la dinámica orbital, que tienen el potencial de hacer que el Planeta D migre aún más hacia afuera y posiblemente escape de su inmersión», escribe Keane. Si eso sucediera, tendría posibilidades de sobrevivir más tiempo, tal vez en una zona habitable recién creada.

Esto es posible, pero no probable en este caso. «Debido a que los planetas interiores Rho CrB fueron tragados antes de la fase AGB, es poco probable que la dinámica orbital desempeñe un papel importante en el sistema durante y después de la pérdida de masa estelar», escribe.

No hay forma de saber con certeza qué sucederá en este sistema. Pero los astrofísicos están ocupados monitoreando otros sistemas solares en busca de pistas. Todavía no hay mucha evidencia observable de inmersión, pero eso no significa que no suceda.

«Hasta ahora, la evidencia observacional de firmas de hundimiento planetario ha sido relativamente escasa, lo que sugiere que los escenarios de hundimiento son más raros de lo esperado, o que detectar la firma es más difícil de lo esperado», afirma el documento.

Los detalles detallados de Rho CrB pueden estar más allá del alcance de nuestras observaciones o del alcance de nuestras simulaciones y modelos en este momento. Pero no se pueden negar las consecuencias potencialmente desastrosas.

«La evolución de las estrellas a través de su progresión hacia la secuencia principal, su expansión hasta convertirse en una estrella gigante y luego su eventual contracción hasta convertirse en una enana blanca tiene profundas consecuencias para los planetas alrededor de los cuales orbitan», escribe Keane. “Dadas las masas y los semiejes mayores de los cuatro planetas conocidos, esperamos que el planeta e se evapore dentro de la atmósfera de la estrella, que el planeta b entre en espiral y se vea perturbado por las mareas, aumentando potencialmente la inflación de la estrella, y que el planeta c se evapore dentro de la atmósfera de la estrella. la atmósfera de la estrella.»

El destino del Planeta D es un poco menos seguro, pero también es posible que sea destruido. Probablemente se evapora dentro de la estrella al final de la fase AGB.

Es posible que existan otros planetas dentro de la zona habitable que aún no hayan sido descubiertos. Si es así, podrían sobrevivir a la evolución estelar dentro del borde interior del HZ durante la fase RGB/AGB. Pero entonces la estrella sería una enana blanca. Estos planetas, si existen, estarán fuera de la nueva región en ese momento.

Parte de la comprensión de lo que les sucede a los sistemas solares cuando sus estrellas abandonan la secuencia principal radica en obtener una imagen precisa de la población de su planeta. Los planetas gigantes en órbitas distantes pueden influir en el destino de los planetas del sistema interior, posiblemente cambiando sus órbitas y moviéndolos a distancias más seguras.

Este tipo de planetas son difíciles de detectar utilizando el método de tránsito, pero las mediciones mejoradas de la velocidad radial en el futuro podrían encontrar más de ellos.

Esta investigación es particularmente interesante porque nuestro Sol se convertirá en una gigante roja y, finalmente, en una enana blanca. ¿Qué pasará con nuestra casa?

No se sabe, pero la Tierra está en peligro. Puede ser destruido o puede emigrar al extranjero. De cualquier manera, nuestro sistema solar nunca volverá a verse igual.

Afortunadamente, es un futuro muy lejano y para nosotros es sólo una curiosidad.