Así podría ser el fin de la Tierra y sus planetas vecinos, según un estudio

El tan temido fin de la Tierra no se presentaría como tantas películas de ciencia ficción lo predijeron. Incluso, es posible que la aparición de terribles y amenazantes asteroides, que provocarían la extinción de la vida como ocurrió en el pasado con los dinosaurios, no sea el final. Si no, que sería algo más “natural” y “evolutivo”.

Los científicos ahora apuntan a cómo será terminará la historia de la Tierra y de sus planetas vecinos en el Sistema Solar cuando, dentro de miles de millones de años, el Sol se apague y se convierta primero en una gigante roja y luego en una enana blanca.

En este caos cósmico, no se espera que los planetas interiores (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte) sobrevivan. Entonces, ¿qué pasará con ellos? ¿Qué pasará con los planetas exteriores?

En este momento, nuestro Sol tiene unos 4.600 millones de años y transita un fase de fusionar hidrógeno en helio y liberar energía. Pero a pesar de que es aproximadamente 330.000 veces más masivo que la Tierra, y casi toda esa masa es combustible de hidrógeno, eventualmente se agotará.

En unos 5000 millones de años más, su vasta reserva de hidrógeno se agotará ya que a medida que quema su hidrógeno, el Sol pierde masa. Y a medida que pierde masa, su gravedad se debilita y ya no puede contrarrestar la fuerza hacia afuera impulsada por la fusión.

Una estrella es un acto de equilibrio entre la expansión exterior de la fusión y la fuerza interior de la gravedad. Con el tiempo, el acto de equilibrio del Sol que ha durado miles de millones de años terminará y con la gravedad debilitada, nuestra estrella comenzará a expandirse y convertirse en una gigante roja.

Según un nuevo estudio, publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), las partes más internas del Sistema Solar serán absorbidas por una estrella enana blanca, trituradas hasta convertirlas en polvo fino. Las estrellas enanas blancas son la etapa final de la vida de una estrella, una vez que se ha quedado sin combustible y no tiene masa suficiente para convertirse en un agujero negro.

Es casi seguro que el Sol consumirá a Mercurio y Venus cuando se convierta en una gigante roja. Se expandirá y será unas 256 veces más grande de lo que es ahora. Los dos planetas interiores están demasiado cerca y no hay forma de que puedan escapar de la creciente estrella. El destino de la Tierra es menos seguro. Puede que sea tragado por el Sol gigante o no. Pero incluso si no se consume, perderá sus océanos y su atmósfera, y se volverá inhabitable.

El Sol será una gigante roja durante unos 1000 millones de años. Después de eso, sufrirá una serie de cambios más rápidos, reduciéndose y expandiéndose nuevamente, afirma el documento. Pero el caos no termina ahí. El Sol pulsará y se desprenderá de sus capas externas antes de quedar reducido a un pequeño resto de lo que alguna vez fue: una enana blanca.

Esto le sucede a casi todas las estrellas que albergan planetas. Incluso las enanas rojas de larga vida (enanas M), eventualmente se convertirán en enanas blancas, aunque su camino es diferente. Los astrónomos conocen el destino de los planetas demasiado cercanos a las estrellas que sufren estos tumultuosos cambios. Pero ¿qué pasa con los planetas más lejanos? ¿Y a sus lunas? ¿Cuál será el futuro de asteroides y cometas?

La investigación publicada bajo el título “Variabilidad a largo plazo en los desechos en tránsito por enanas blancas” brinda indicios sobre este futuro, cuyo autor principal es el Dr. Amornrat Aungwerojwit de la Universidad Naresuan en Tailandia. “Prácticamente todos los planetas anfitriones conocidos eventualmente evolucionarán hacia enanas blancas, y gran parte de los diversos componentes de sus sistemas planetarios (planetas, lunas, asteroides y cometas) sobrevivirán a esa metamorfosis”, escribieron los investigadores.

Hay mucha evidencia observacional para esto. Los astrónomos han detectado desechos planetarios que contaminan las fotosferas de las enanas blancas y también han encontrado discos compactos de desechos alrededor de las enanas blancas. Esos hallazgos muestran que no todo sobrevive a la secuencia principal de transición de gigante roja a enana blanca.

“Investigaciones anteriores habían demostrado que cuando los asteroides, lunas y planetas se acercan a las enanas blancas, la enorme gravedad de estas estrellas desgarra estos pequeños cuerpos planetarios en pedazos cada vez más pequeños”, dijo Aungwerojwit.

En esta investigación, los autores observaron tres enanas blancas a lo largo de 17 años. Analizaron los cambios de brillo que se produjeron. Cada una de las tres estrellas se comportó de manera diferente. Cuando los planetas orbitan alrededor de estrellas, sus tránsitos son ordenados y predecibles. No ocurre lo mismo con los escombros. El hecho de que las tres enanas blancas mostraran tránsitos tan desordenados significa que están siendo orbitadas por escombros. También significa que la naturaleza de esos escombros está cambiando.

“La naturaleza impredecible de estos tránsitos puede volver locos a los astrónomos: en un momento están allí y al siguiente ya no están”, precisó el Profesor Boris Gaensicke, Universidad de Warwick, uno de los coautores del estudio. A medida que los cuerpos pequeños, como los asteroides y las lunas, se rompen en pequeños pedazos, chocan entre sí hasta que no queda nada más que polvo. El polvo forma nubes y discos que orbitan y giran alrededor de las enanas blancas.

“El simple hecho de que podamos detectar restos de asteroides, tal vez lunas o incluso planetas que giran alrededor de una enana blanca cada dos horas es bastante alucinante, pero nuestro estudio muestra que el comportamiento de estos sistemas puede evolucionar rápidamente, en cuestión de segundos. de unos pocos años”, dijo Gaensicke.

“Aunque creemos que estamos en el camino correcto en nuestros estudios, el destino de estos sistemas es mucho más complejo de lo que jamás hubiéramos imaginado”, añadió Gaensicke.

Durante los 17 años de observaciones, las tres enanas blancas mostraron variabilidad:

1. La primera enana blanca (ZTF J0328?1219) se mantuvo estable hasta que se produjo un gran evento catastrófico alrededor de 2011. “Esto podría sugerir que el sistema sufrió una gran colisión alrededor de 2011, lo que resultó en la producción de grandes cantidades de polvo que ocultaron a la enana blanca, que desde entonces se ha ido dispersando gradualmente, aunque dejando suficiente material para dar cuenta de la actividad de tránsito en curso, lo que implica una producción continua de polvo”, explicaron los investigadores.
2. La segunda enana blanca (ZTF J0923+4236) se atenuaba irregularmente cada dos meses y mostraba una variabilidad caótica en una escala de tiempo de minutos. “Estos cambios a largo plazo pueden ser el resultado de la interrupción continua de un planetesimal o de la colisión entre múltiples fragmentos, lo que conduce a un aumento temporal de la producción de polvo”, señalaron los autores en su artículo.
3. La tercera estrella (WD 1145+017) mostró grandes variaciones en números, formas y profundidades de tránsitos en 2015. Esta actividad “coincide con un gran aumento en la actividad de tránsito, seguido de un posterior brillo gradual”, explican los autores, añadiendo que “las tendencias generales observadas en el brillo de WD?1145+017 están relacionadas con cantidades variables de actividad de tránsito”. Pero ahora todos esos tránsitos han desaparecido.

Pero los astrónomos también han encontrado planetesimales, planetas y planetas gigantes alrededor de enanas blancas, lo que indica que las transiciones de las estrellas de la secuencia principal a la gigante roja no lo destruyen todo. El polvo y los escombros que los astrónomos ven alrededor de estas enanas blancas podrían provenir de asteroides o de lunas extraídas de sus planetas gigantes.

“Para el resto del Sistema Solar, algunos de los asteroides ubicados entre Marte y Júpiter, y tal vez algunas de las lunas de Júpiter, pueden ser desalojados y viajar lo suficientemente cerca de la eventual enana blanca como para sufrir el proceso de destrucción que hemos investigado”, dijo Gaensicke.

Cuando nuestro Sol finalmente se convierta en una enana blanca, probablemente tendrá escombros a su alrededor. Pero los escombros no serán de la Tierra. De una forma u otra, el Sol destruirá la Tierra durante su fase de gigante roja.

“No está claro si la Tierra puede o no moverse lo suficientemente rápido antes de que el Sol pueda alcanzarla y quemarla, pero si lo hace la Tierra todavía perdería su atmósfera y su océano y no sería un lugar muy agradable para en vivo”, concluyó el profesor Gaensicke.