El destino de la Tierra depende de lanzar una moneda al aire.

En 5 mil millones de años, nuestro sol se convertirá en una estrella gigante roja. Si la Tierra sobrevive es una "cuestión abierta", dijo Melinda Soares-Furtado, astrofísico de la Universidad de Wisconsin, Madison. Claro, la Tierra podría ser tragada por el sol y destruida. Pero en algunos escenarios, la Tierra se escapa y es empujada hacia el interior del sistema solar.

Ahora, un sistema planetario cercano ha ofrecido pistas sobre el futuro cósmico de nuestro planeta. A unos 57 años luz de distancia, cuatro planetas orbitan alrededor de una estrella parecida al Sol que tiene 10 mil millones de años (el doble que el Sol y que ya se encuentra en las etapas avanzadas de su vida). Stephen Kane, astrofísico especializado en habitabilidad planetaria de la Universidad de California, Riverside, recientemente modeló lo que podría pasar a los planetas del viejo sistema cuando la estrella se convierta en una gigante roja dentro de mil millones de años. Descubrió que la mayoría de los planetas interiores serían absorbidos, pero que el planeta más exterior conocido, que tiene una órbita similar a la de Venus, podría sobrevivir.

La avanzada edad de la estrella facilita la modelización de su expansión y ofrece una previsión más precisa del futuro de nuestro propio sistema planetario. "Es un artículo muy interesante", dijo Jonathan Zink, astrofísico del Instituto de Tecnología de California. "Si podemos encontrar [más] sistemas en varias fases de la evolución estelar, probablemente podamos reconstruir lo que va a suceder".

Mundos crujientes

Cuando un planeta queda sumergido, la muerte puede ser rápida. En 2022, ricardo yarza, un astrofísico estelar de la Universidad de California, Santa Cruz, simuló lo que pasa cuando una gigante roja se traga un planeta. Descubrió que si el planeta comienza lo suficientemente cerca de la estrella, su órbita decae rápidamente. El gas en la atmósfera de la estrella crea un arrastre sobre el planeta, y "el planeta sigue hundiéndose cada vez más profundamente en la estrella", dijo Yarza. Dentro de unos cientos de años, la mayoría de los planetas serán destruidos.

Hasta hace poco, estos momentos finales de la vida de un planeta condenado "nunca habían sido observados directamente", dijo Kishalay De, astrónomo del Instituto Tecnológico de Massachusetts. Pero en 2020, el equipo de De vio una estrella a 12,000 años luz de distancia volverse temporalmente unos cientos de veces más brillante. El destello era demasiado tenue para proceder de una fusión con otra estrella. Pero tenía la intensidad justa para haber sido producida por una comida del tamaño de un planeta, según De y sus colegas. reportaron En Mayo.

El equipo supuso que un planeta unas veces más masivo que Júpiter había quedado atrapado cuando la estrella de 10 mil millones de años comenzó a expandirse hasta convertirse en una gigante roja. "Este es el futuro de nuestro sistema solar", dijo De.

Nuestra estrella en evolución

Cuando una estrella de la secuencia principal como nuestro Sol, también llamada estrella de tipo G o enana amarilla, llega al final de su vida, se queda sin el hidrógeno necesario para impulsar la fusión nuclear en su núcleo. A medida que la estrella recurre a otras fuentes de combustible y pierde masa, su núcleo se calienta y su atmósfera se hincha a lo largo de millones de años. Con el tiempo, nuestro sol crecerá más de 200 veces más que su tamaño actual.

Ese sol creciente consumirá a Mercurio y probablemente a Venus, antes de crecer tanto que se acerque a la órbita de la Tierra, una distancia conocida como una unidad astronómica o UA. Pero podría expandirse aún más. "En algunos modelos", dijo Antonio Lanza, astrónomo del Observatorio Astrofísico de Catania en Italia, “puede engullir Marte”. La principal incertidumbre, dijo, radica en cuánta masa perderá el sol a medida que envejece; cuanto más se desprenda, menor será su radio final. "Eso es poco conocido", dijo.

Por ahora, nuestras mejores estimaciones sugieren que el sol crecerá entre 0.85 y 1.5 AU. Pero a medida que la estrella pierde masa, la atracción más débil de la gravedad aumentará la órbita de la Tierra, lo que significa que nuestro planeta podría escapar de su inmersión.

Para ver el futuro de la Tierra, los astrónomos recurren a una bola de cristal llena de sistemas planetarios alienígenas. Su objetivo es encontrar estrellas parecidas al Sol que pronto se inflarán (o acaban de inflarse) hasta convertirse en gigantes rojas.

Es por eso que Rho Coronae Borealis, una estrella enana amarilla cercana que se cree que está llegando al final de su vida soleada, llamó la atención de Kane. Tres de sus cuatro planetas conocidos orbitan cerca de la estrella, dentro del recorrido de Venus alrededor de nuestro sol. El planeta más externo, con un año de 282 días, tiene una órbita similar a la de Venus.

El análisis de Kane, publicado el mes pasado, muestra que la estrella en crecimiento engullirá a los tres planetas interiores. El más interno de esos mundos, que se cree que es rocoso y tiene casi cuatro veces la masa de la Tierra, se evaporará en unos pocos cientos de años. "El plasma sobrecalienta el planeta y esencialmente hace que se descomponga", dijo Kane. "Incluso las rocas de la superficie se derretirán". El siguiente mundo, un gigante gaseoso con la masa de Júpiter, es tan grande que entrará en espiral y será destrozado por la gravedad de la estrella, en lugar de evaporarse. El tercer planeta, un mundo más pequeño con la masa de Neptuno, probablemente también será engullido y evaporado.

Pero el planeta más externo, también de aproximadamente la masa de Neptuno, puede sobrevivir. A medida que la estrella se expanda, envolverá temporalmente al planeta durante varios miles de años. Durante este tiempo, las temperaturas extremas quemarán la superficie del planeta, pero el planeta mismo debería sobrevivir porque la atmósfera de la estrella no es muy densa a esta distancia. Luego, la estrella se contraerá y expandirá una vez más, envolviendo nuevamente al planeta durante varios milenios. Si el planeta puede sobrevivir a que se juegue con él como si fuera un ratón, podría emerger de la atmósfera cuando la estrella se encoja por última vez. “Así que al final tiene una oportunidad de escapar”, dijo Kane.

Kane, por su parte, es optimista sobre las posibilidades del planeta y lo que podrían significar para nuestro propio mundo. "Sospecho que la Tierra se moverá hacia afuera y sobrevivirá", dijo.

La gran evasión

Si un planeta puede escapar de ser sumergido, sus posibilidades de tener una vida más larga son prometedoras. Cuando una estrella como nuestro Sol se expande hasta convertirse en una gigante roja y se desprende de sus capas externas, eventualmente lo único que queda es un cadáver estelar denso y candente conocido como enana blanca. Estos objetos contienen hasta la mitad de la masa de la estrella original, agrupados en un área del tamaño de la Tierra. Deberían seguir ardiendo durante billones de años.

En las últimas dos décadas, los científicos han encontrado una puñado de exoplanetas orbitando enanas blancas, dijo María Anne Limbach, científico de exoplanetas de la Universidad de Michigan. Estos planetas sobrevivieron a la fase de gigante roja de su estrella, aunque no está claro exactamente cómo. Algunos de los mundos, que tienden a ser gigantes gaseosos más grandes, probablemente estaban demasiado lejos de su estrella para ser tragados, mientras que otros pueden haber sido empujados hacia afuera cuando la estrella resopló y resopló. (Los astrónomos también han visto evidencia de que algunos planetas eran no tan afortunado en forma de enanas blancas contaminadas, que son ricos en elementos asociados con los planetas, como magnesio y hierro). Se espera que las observaciones en curso del Telescopio Espacial James Webb (JWST) muestren docenas más de exoplanetas orbitando enanas blancas.

Por más inusuales que parezcan, estos sistemas planetarios aún podrían ser habitables, dijo Limbach, quien dirige algunas de las observaciones de enanas blancas del JWST. "Hay un lugar alrededor de una enana blanca donde se puede obtener agua líquida" en la superficie de un planeta, dijo. Pero "es un entorno muy desafiante".

Más observaciones de sistemas solares evolucionados y más modelos como el de Kane podrían proporcionar una mayor comprensión del destino del nuestro. Por ahora, la muerte de nuestro planeta está a una tirada de dados de la certeza. Es posible que los humanos ya no estén en la superficie de la Tierra, pero cualquiera que mire en nuestra dirección dentro de 5 mil millones de años podría ver a nuestro planeta aguantar los últimos alientos de nuestro sol o, tal vez, desaparecer en un breve destello de luz.

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