Hace miles de años, el Sol pudo haber consumido un planeta, y los científicos creen que la prueba aún se esconde dentro de él. Publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, una nueva investigación sugiere que un mundo del tamaño de un super-Tierra cayó al joven Sol, dejando una huella química permanente bajo su superficie. Estas marcas son lo que los investigadores llaman «huellas dactilares».
La idea es sencilla: un planeta varias veces más masivo que la Tierra entró al Sol y se descompuso, mezclando su material en el interior de la estrella. Esa mezcla cambió la composición del Sol de maneras que ahora pueden ser medidas. La investigación fue liderada por la Profesora Mutlu Yildiz de la Universidad Ege en Turquía.
«Nuestro nuevo estudio sugiere que un planeta varias veces más masivo que la Tierra pudo haber caído al joven Sol y dejar una huella química duradera bajo su superficie.»
Lo que las Huellas Dactilares Muestran
Yildiz y su equipo modelaron toda la historia del Sol usando el código MESA de evolución estelar. Luego compararon esos modelos contra observaciones precisas del interior del Sol, incluyendo su estructura de velocidad de sonido y su abundancia de litio. La comparación reveló un patrón.
Por décadas, la física aceptada de cómo envejecen las estrellas ha fallado en explicar ciertas lecturas de los movimientos internos del Sol a la vez. Dos medidas particulares han resultado especialmente difíciles de conciliar con los modelos: la tasa a la cual el sonido se mueve a través del material bajo la capa externa móvil de gas del Sol, y la profundidad misma de esa capa. Mientras tanto, el Sol muestra una reducción marcada de litio en su superficie visible, algo ya ampliamente reconocido.
Los investigadores especularon que ambos rompecabezas podrían remontarse al mismo momento en el pasado químico del Sol. Cuando las estrellas jóvenes se forman, reúnen discos protoplanetarios a su alrededor, y grandes cantidades de materia pasan entre esos discos y las estrellas mismas. El material que hace parte de los planetas difiere químicamente del gas encontrado dentro del disco. La pregunta entonces se hizo si el temprano engullimiento de un planeta podría dejar una marca química dentro del joven Sol.
Las simulaciones apuntaban a una situación en la que el Sol juvenil consumió un super-Tierra pesando entre 5 y 10 veces la masa de la Tierra. Los modelos produjeron ese rango de masa como resultado, no como un principio inicial que se hubiera introducido en ellos.
El Código MESA y la Prueba
MESA es un código de simulación construido para estudiar cómo cambian las estrellas con el tiempo, y los científicos lo emplearon para examinar diversos historiales de masa añadida desde fuera, comparando los resultados contra mediciones hechas al observar el interior del Sol y la composición de su capa externa. También pusieron a prueba otras posibles causas, incluyendo la manera en que se comporta la materia bajo presión, cómo se mueve la luz por el material, y diferentes formas de describir cómo se mueve el calor y el gas dentro de la estrella.
Entre los hallazgos, la investigación señaló un particular rango de masa para los super-Tierras, y ese resultado se destacó como uno de los aspectos más intrigantes del trabajo.
Varias mediciones independientes de las propiedades del Sol, incluyendo observaciones de su interior y su baja abundancia de litio, coinciden todas a la vez con el modelado.
Por qué el Sol tiene bajo litio
Se puede ver una reducción notable de litio en la superficie del Sol, y esto se ha vuelto ampliamente reconocido. Los modelos estándar han encontrado difícil explicar por qué esa reducción ocurre.
La escena planteada por el equipo es que un super-Tierra migró hacia adentro por el disco de gas que rodeaba al joven Sol, eventualmente cayendo dentro de la estrella. Al desintegrarse, su material se mezcló con el interior del Sol. Esa mezcla podría haber alterado la estructura interna del Sol y reducido su abundancia de litio.
Los investigadores descubrieron que un planeta podía pasar por las capas externas del Sol sin perder mucho masa. Esto sugiere que los planetas podrían dejar huellas duraderas dentro de sus estrellas largos años después de haber desaparecido.
Qué Sucede Ahora
Mientras el equipo reconoce que la prueba puede estar fuera de su alcance, dicen que podría no ser posible establecer definitivamente que el Sol engulló un planeta. Sin embargo, sostienen que identificar independientemente la señal estructural y química predicha, quizás mediante helioseismología u otros métodos, daría soporte fuerte a la idea de que tal evento ocurrió hace miles de millones de años.
Lo que sigue es una prueba para determinar si estas huellas dactilares pueden detectarse por sí mismas.
Los Super-Tierras Desaparecidos
Nuestro propio sistema solar carece de cualquier super-Tierra, a pesar de que muchos sistemas estelares contienen tales planetas. Un nuevo estudio se remite a trabajo previo que indica que uno o más super-Tierras podrían haberse formado dentro de la órbita de Mercurio, luego se desplazaron hacia adentro a través del disco de gas, posiblemente hundiéndose en el joven Sol en el camino.
El trabajo previo delineó una ruta para que un planeta fuera consumido pero no hizo exigencia alguna de que la estrella lo devorara eventualmente. Esta nueva investigación en cambio indaga si el Sol aún alberga señales que demuestren que tal deglución realmente ocurrió, y los investigadores creen que sí.
La Imagen y el Crédito
Una imagen de una estrella devorando un planeta aparece dentro del artículo, junto con una línea azul que muestra cómo el planeta se acerca al sol antes de chocar contra él. El crédito de la imagen pertenece a NASA, ESA, CSA y Ralf Crawford (STScI).
El Artículo y la Publicación
Las Noticias Mensuales de la Real Sociedad Astronómica publican el artículo completo, titulado «Deglutición planetaria como solución a las discrepancias de los modelos solares y sus implicaciones para los sistemas planetarios,» con el DOI 10.1093/mnras/stag1527.
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| Escenario | Detalle |
|---|---|
| Historia temprana | Sol joven rodeado por un disco protoplanetario |
| Migración | Un superplaneta se forma dentro de la órbita de Mercurio, se mueve hacia adentro |
| Colisión | El planeta cae al Sol |
| Mezcla | El material se mezcla con el interior del Sol |
| Observaciones | Datos helioseismológicos y abundancia de litio superficial |
| Modelos | El código MESA prueba diferentes historias de acreción |
| Resultados | Convergen en un planeta de 5–10 masas terrestres |
Los hallazgos de los investigadores son limitados en alcance. Tienen la intención de poner su idea trabajada a prueba de nuevo. Aún es desconocido si las señales reveladoras pueden ser detectadas.
La esperanza del equipo es que futuras observaciones confirmen su predicción.
Lo notable es la propia noción: que nuestro propio Sol familiar pudiera llevar el rastro de un mundo que una vez existió y luego desapareció. Si tal evidencia existe, está sellada dentro de la estrella misma, aguardando el instrumento adecuado para revelarla.