UN PLANETA NACIDO DE LAS CENIZAS DE SU ESTRELLA

Cuando una estrella como el Sol agota su combustible, se hincha hasta convertirse en una gigante, expulsa sus capas exteriores al espacio y deja tras de sí una enana blanca: un núcleo denso que se enfría lentamente. Muchas enanas blancas muestran en su atmósfera elementos pesados que deberían hundirse y desaparecer de la vista en cuestión de días. La explicación está hoy bien establecida: están engullendo los restos de cuerpos planetarios destrozados. Esos restos varían, pero en conjunto se parecen a las rocas de nuestro propio sistema solar.

Los planetas suelen formarse al mismo tiempo que su estrella, en el disco de gas y polvo que la rodea. Son planetas de primera generación. En principio, un planeta también podría formarse después de la muerte de su estrella, a partir de la materia que esta expulsó. Se suele pensar que los planetas que orbitan púlsares pertenecen a esta segunda generación. Nunca se había identificado ninguno alrededor de una enana blanca.

Cien líneas sin explicación

HS 0209+0832 es una enana blanca caliente y joven, con unos 35.800 grados en la superficie y apenas unos 5 millones de años de enfriamiento, situada a unos 82,6 pársecs de nosotros. Hace tiempo que resulta extraña. Su atmósfera de hidrógeno contiene alrededor de un 1 % de helio, que a esta temperatura debería hundirse en cuestión de meses. Y un espectro ultravioleta tomado por el telescopio espacial Hubble en 1999 mostraba carbono, aluminio, silicio, calcio, titanio, níquel y zinc, además de un centenar de líneas que nadie lograba identificar.

Jamie Williams, Boris Gänsicke y sus colegas de la Universidad de Warwick y de otras ocho instituciones volvieron a analizar esos espectros de archivo del Hubble, del satélite ultravioleta FUSE y del Very Large Telescope. Con datos atómicos actualizados, la mayoría de las líneas misteriosas resultaron ser de cobre y niobio: 62 líneas solo de niobio. Ninguna de otras 33 enanas blancas calientes y contaminadas observadas por FUSE muestra niobio.

Rico en metales raros, pobre en roca

El equipo calculó a continuación qué está cayendo sobre la estrella. La propia luz de la estrella sostiene parcialmente algunos elementos, lo que complica las cuentas, así que se centraron en los que no se ven afectados. El resultado no coincide con ninguna enana blanca conocida ni con ningún meteorito:

• Los elementos más pesados que el hierro —zinc, cobre, niobio— están muy enriquecidos. En relación con el calcio, el niobio es más de mil veces más abundante que en el Sol.
• No se detecta hierro, y el silicio solo aparece en trazas, cuando ambos suman alrededor del 48 % de la masa de la Tierra. Hay más del doble de níquel que de hierro, mientras que en la Tierra el níquel equivale a alrededor del 5 % del hierro.
• El nitrógeno, el oxígeno, el fósforo y el azufre escasean: no es un cometa helado.

La huella de una estrella moribunda

Las estrellas gigantes cercanas al final de su vida fabrican la mayoría de los elementos del universo construidos por captura lenta de neutrones, el «proceso s», entre ellos el niobio. Con 138 modelos de este tipo de estrellas, los autores muestran que sus vientos pueden enriquecerse hasta cien veces en niobio y estroncio, moderadamente en níquel, cobre y zinc, y nada en hierro ni silicio.

Su escenario: una compañera cercana de la estrella original fue engullida durante su fase de gigante. La envoltura de la estrella fue expulsada y formó un disco rico en elementos del proceso s, en el que después creció un planeta gigante, cerca de la enana blanca recién nacida. En un planeta corriente, en cambio, ningún proceso conocido podría producir tanto niobio: entre 100 estrellas con niobio medido, la proporción más alta respecto al calcio es más de 200 veces inferior a la de aquí.

Un planeta sorprendido evaporándose

También está llegando helio, y los cuerpos rocosos no aportan helio. Los autores concluyen que lo más probable es que la enana blanca se esté alimentando de la atmósfera que escapa de un planeta gigante calentado por su intensa luz ultravioleta.

Los datos del satélite TESS de la NASA añaden una pista: el brillo del sistema varía un 0,12 % con un periodo de 4,4 días, mucho más lento que el giro habitual de las enanas blancas. Eso encajaría con un planeta que orbita a 0,044 unidades astronómicas. Se proponen dos lecturas: el ciclo día-noche de un planeta gigante joven y todavía caliente con un lado diurno brumoso, o una cola similar a la de un cometa formada por gas evaporado que pasa por delante de la estrella, lo que también podría explicar por qué varía el helio medido.

Lo que aún no encaja

Los autores señalan varios enigmas. Falta el estroncio: todos los modelos predicen más estroncio que niobio, y sin embargo aquí el estroncio es más de cien veces más escaso. El niobio incluso supera el valor más alto de sus modelos, y el exceso de níquel sobre hierro es difícil de explicar. Algunas estrellas enriquecidas con material de estrellas gigantes también muestran más niobio que estroncio, lo que apunta a un proceso que los modelos pasan por alto; la química de la atmósfera del planeta también podría redistribuir los elementos. Nadie ha modelizado todavía la atmósfera de un planeta de segunda generación.

El objeto sigue siendo un candidato. Para encontrar otros, el equipo propone buscar la misma firma en los espectros ultravioleta de enanas blancas calientes: mucho carbono y elementos del proceso s. Detectar plomo permitiría precisar la composición de la estrella original.