Gestionado por el JPL de la NASA hasta su lanzamiento, el instrumento MIRI del telescopio Webb ha realizado observaciones que sugieren que el planeta se hundió en la estrella, en lugar de que esta se expandiera y lo envolviera.
Las observaciones del Telescopio Espacial James Webb de la NASA han dado un giro sorprendente a la narrativa que rodea a lo que se cree que es la primera estrella observada en el acto de engullir un planeta. Los nuevos hallazgos sugieren que la estrella en realidad no se hinchó para envolver un planeta, como se había hipotetizado previamente. En cambio, las observaciones del telescopio Webb muestran que la órbita del planeta se contrajo con el tiempo, acercándolo lentamente a su desaparición hasta que fue engullido por completo.
“Debido a que se trata de un evento tan novedoso, no sabíamos muy bien qué esperar cuando decidimos apuntar este telescopio en su dirección”, declaró Ryan Lau, autor principal del nuevo artículo y astrónomo del Laboratorio Nacional de Investigación en Astronomía Óptica-Infrarroja de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF NOIRLab) en Tucson, Arizona. Gracias a su imagen de alta resolución en el infrarrojo, estamos obteniendo información valiosa sobre el destino final de los sistemas planetarios, posiblemente incluyendo el nuestro.
Dos instrumentos a bordo del Webb realizaron la autopsia de la escena: el MIRI (Instrumento de Infrarrojo Medio) y el NIRSpec (Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano). Los investigadores pudieron llegar a esta conclusión mediante un enfoque de investigación doble.
Restringiendo el cómo
La estrella en el centro de esta escena se encuentra en la Vía Láctea, a unos 12.000 años luz de la Tierra.
El evento de aumento de brillo, formalmente llamado ZTF SLRN-2020, se detectó originalmente como un destello de luz óptica utilizando la Instalación Transitoria Zwicky del Observatorio Palomar de Caltech en San Diego, California. Los datos del telescopio NEOWISE (Explorador de Sondeo Infrarrojo de Campo Amplio de Objetos Cercanos a la Tierra) de la NASA mostraron que la estrella en realidad aumentó su brillo en el infrarrojo un año antes del destello de luz óptica, lo que sugiere la presencia de polvo. Esta investigación inicial de 2023 llevó a los investigadores a creer que la estrella era más parecida al Sol y que había estado en proceso de envejecimiento hasta convertirse en una gigante roja durante cientos de miles de años, expandiéndose lentamente a medida que agotaba su combustible de hidrógeno.
Sin embargo, el telescopio MIRI del Webb reveló una historia diferente. Gracias a su gran sensibilidad y resolución espacial, el telescopio Webb pudo medir con precisión la emisión oculta de la estrella y sus alrededores inmediatos, ubicados en una región muy densa del espacio. Los investigadores descubrieron que la estrella no era tan brillante como debería haber sido si se hubiera convertido en una gigante roja, lo que indica que no hubo una expansión que envolviera al planeta, como se creía.
Reconstruyendo la Escena
Los investigadores sugieren que, en un momento dado, el planeta tenía un tamaño similar al de Júpiter, pero orbitaba bastante cerca de la estrella, incluso más cerca que la órbita de Mercurio alrededor del Sol. Durante millones de años, el planeta orbitó cada vez más cerca de la estrella, lo que provocó la catastrófica consecuencia.
“El planeta finalmente comenzó a rozar la atmósfera de la estrella. A partir de ese momento, se produjo un proceso descontrolado de caída hacia la estrella, acelerando su descenso”, explicó Morgan MacLeod, miembro del equipo del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica y del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge, Massachusetts. “El planeta, a medida que se desplomaba, comenzó a extenderse alrededor de la estrella”.
En su último aterrizaje, el planeta habría expulsado gas de las capas externas de la estrella. A medida que se expandía y enfriaba, los elementos pesados de este gas se condensaron en polvo frío durante el año siguiente.
Inspeccionando los Restos
Si bien los investigadores esperaban una nube de polvo más frío en expansión alrededor de la estrella, una observación con el potente NIRSpec reveló un disco circunestelar caliente de gas molecular más cercano. Además, la alta resolución espectral del Webb permitió detectar ciertas moléculas en este disco de acreción, incluyendo monóxido de carbono.
“Con un telescopio tan transformador como el Webb, me resultaba difícil tener expectativas sobre lo que encontraríamos en las inmediaciones de la estrella”, declaró Colette Salyk, del Vassar College en Poughkeepsie, Nueva York, investigadora de exoplanetas y coautora del nuevo artículo. “Diría que no podía esperar ver algo con las características de una región de formación planetaria, a pesar de que aquí no se están formando planetas, tras una inmersión”.
La capacidad de caracterizar este gas plantea nuevas preguntas a los investigadores sobre qué sucedió realmente una vez que el planeta fue completamente engullido por la estrella.
“Este es realmente el punto de partida para estudiar estos eventos. Es el único que hemos observado en acción, y la mejor detección de las consecuencias después de que la situación se haya calmado”, dijo Lau. “Esperamos que esto sea solo el comienzo de nuestra muestra”.
Estas observaciones, realizadas en el marco del programa de Observación en Tiempo Garantizado 1240, diseñado específicamente para investigar una familia de misteriosos y repentinos eventos de brillo infrarrojo, se encuentran entre los primeros programas de Objetivos de Oportunidad realizados por el Webb. Este tipo de estudio se reserva para eventos, como explosiones de supernovas, que se espera que ocurran, pero los investigadores desconocen con exactitud cuándo ni dónde. Los telescopios espaciales de la NASA forman parte de una red internacional en crecimiento, lista para observar estos cambios fugaces y ayudarnos a comprender cómo funciona el universo.
Los investigadores esperan ampliar su muestra e identificar futuros eventos como este utilizando el próximo Observatorio Vera C. Rubin y el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA, que explorarán extensas áreas del cielo repetidamente para buscar cambios a lo largo del tiempo.
Los hallazgos del equipo se publicaron el jueves 10 de abril en The Astrophysical Journal.
Más sobre JWST y MIRI
El Telescopio Espacial James Webb es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo. El Webb resuelve misterios en nuestro sistema solar, observa mundos distantes alrededor de otras estrellas e investiga las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la CSA (Agencia Espacial Canadiense).
MIRI se desarrolló mediante una colaboración al 50% entre la NASA y la ESA. El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL), una división de Caltech en Pasadena, California, lideró los esfuerzos estadounidenses para MIRI, y un consorcio multinacional de institutos astronómicos europeos contribuye para la ESA. George Rieke, de la Universidad de Arizona, es el líder del equipo científico de MIRI. Gillian Wright es la investigadora principal europea de MIRI.
El desarrollo del crioenfriador MIRI fue liderado y gestionado por el JPL, en colaboración con Northrop Grumman en Redondo Beach, California, y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
Para obtener más información en Inglés sobre Webb, visite https://science.nasa.gov/webb
Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA / JPL-Caltech