A medida que las estrellas envejecen y llegan al final de su vida pueden experimentar una serie de cambios que las hacen aumentar de tamaño hasta convertirse en gigantes. Por ejemplo, cuando una estrella similar a nuestro Sol agota su combustible, básicamente gas hidrógeno, empieza a enfriarse y contraerse. Sin embargo, a medida que la estrella se contrae, la gravedad en su núcleo aumenta, lo que hace que la temperatura en el centro de la estrella también crezca drásticamente, dando lugar a la fusión nuclear en su seno de elementos más pesados como el helio y el carbono, lo cual provocará que, paulatinamente, la estrella comience calentarse y hacerse más grande, convirtiéndose en una gigante roja.

En este proceso, para la mala suerte de los planetas que se encuentran orbitando la estrella, las gigantes rojas engullen todo lo que se encuentra a su alrededor. Así, desde hace mucho tiempo los científicos han encontrado indicios de estrellas que han acabado con los planetas de su sistema. También saben de otros, como es el caso de la propia Tierra, que acabarán siendo engullidos por su estrella anfitriona con el paso del tiempo, aunque para eso, en nuestro caso, todavía quedan aún otros 4.500 millones de años. Lo que nunca habían observado, tal y como recoge un estudio publicado recientemente en la revista Nature, era una estrella tragándose in situ a uno de sus propios planetas.

¿Qué hay del planeta que pereció?

El equipo descubrió el estallido en mayo de 2020, sin embargo tardaron todo en un año en encontrar una explicación plausible para el mismo. Según se informa, la desaparición planetaria ha tenido lugar en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, a unos 12.000 años luz de distancia, cerca de la constelación del Águila. Fue allí donde los astrónomos detectaron el estallido de una estrella que en solo 10 días se volvió 100 veces más brillante de lo habitual antes de desvanecerse rápidamente.

La señal inicial apareció en una búsqueda realizada en el Observatorio Palomar de Caltech, en California, como parte de un estudio que escanea el cielo en busca de estrellas que cambian rápidamente de brillo. Los investigadores se encontraban buscando particularmente la firma de la fusión de dos estrellas binarias cuando el científico del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT, Kishalay De, autor principal del artículo, notó como de la nada una estrella se iluminó en un factor de 100 en el transcurso de una semana. "Fue diferente a cualquier arrebato estelar que había visto en mi vida", declara De. 

"Curiosamente, este destello candente fue seguido por una señal más fría y duradera", continúa. Esta combinación, según dedujeron los científicos, solo podría haber sido producida por un evento: una estrella que engulle a un planeta cercano. "Estábamos asistiendo a la etapa final de la deglución", añade De. Los científicos estiman que probablemente el planeta se trataba de un mundo caliente del tamaño de Júpiter que primero se acercó en espiral a la estrella moribunda y  luego fue arrastrado, primero hasta su atmósfera y después hasta su núcleo. 

Frío y calor, un termómetro de la actividad estelar

Sin embargo, el estallido, en un principio, tomó desprevenidos a los investigadores, quienes se preguntaban por la naturaleza de la explosión. ¡Que tipos de explosiones generan calor para luego emitir una señal mucho más fría y duradera?

Con la esperanza de obtener más datos De buscó entre las observaciones de la misma estrella tomadas por otros telescopios, como el del Observatorio Keck, en Hawai. Los telescopios Keck toman medidas espectroscópicas de la luz de las estrellas que los científicos pueden usar para discernir su composición química. Lo que De encontró lo confundió aún más. Mientras que la mayoría de estrellas binarias emiten material estelar como hidrógeno y helio cuando una engulle a la otra, la nueva fuente parecía expulsar ningún tipo de material.

En cambio, lo que el equipo observó fue un rastro muy peculiar. "Observamos moléculas que solo pueden existir a temperaturas muy frías. Cuando una estrella se ilumina, generalmente se calienta. Por lo tanto, las bajas temperaturas y las estrellas no son dos cosas que suelen ir de la mano. 

Descartada la posibilidad de que se tratase de un sistema binario de estrellas, pasaría un año hasta que el equipo de De volvió a fijarse en la estrella, esta vez empleando la cámara infrarroja del Observatorio de Palomar. Dentro de la banda infrarroja, los astrónomos pueden ver señales de material más frío, en contraste con las emisiones ópticas candentes que surgen de la fusión de estrellas binarias y otros eventos estelares extremos. "Los datos infrarrojos me hicieron caerme de la silla", cuenta De. "La fuente era increíblemente brillante en el infrarrojo cercano". 

Tras la explosión inicial, los científicos que descubrieron que la estrella había estado liberando material mucho más frío al espacio durante un año; probablemente gas de la estrella expulsado al espacio que se condensó en polvo lo suficientemente frío como para ser detectado en longitudes de onda infrarrojas.  Estos datos sugirieron en un primer momento que la estrella podría estar fusionándose con otra estrella, pero cuando el equipo los analizó y comparó con las mediciones tomadas por el telescopio espacial infrarrojo de la NASA, NEOWISE, llegaron a una conclusión mucho más emocionante.

¡Era un planeta chocando contra su estrella!

Fue así que a partir de los datos compilados estimaron la cantidad total de energía liberada por la estrella desde su estallido inicial, y encontraron que era sorprendentemente pequeña, aproximadamente una milésima parte de la magnitud de cualquier fusión estelar observada en el pasado.

"Eso significa que cualquier cosa que se fusione con la estrella tiene que ser 1.000 veces más pequeña que cualquier otra estrella que hayamos visto", dice De. "Y es una feliz coincidencia que la masa de Júpiter sea aproximadamente una milésima parte de la masa del Sol. Fue entonces cuando nos dimos cuenta: ¡era un planeta chocando contra su estrella!

Con las piezas en su lugar, los científicos finalmente pudieron explicar el arrebato estelar inicial observado. El brillante y caliente destello probablemente se relacionaba con los últimos momentos de un planeta del tamaño de Júpiter siendo arrastrado hacia la atmósfera de una estrella moribunda.

Cuando el planeta cayó en el núcleo de la estrella, las capas externas de esta se desprendieron, estableciéndose como polvo frío durante todo el año siguiente. "A lo largo de décadas hemos podido ver el antes y el después", cuenta De. "Antes, cuando un planeta se halla orbitando su estrella muy de cerca, y después, cuando un planeta ya ha sido engullido y la estrella se torna gigante. Lo que nos faltaba era atrapar la estrella en el mismo momento en que un planeta está experimentando su destino final en tiempo real. Y eso es, precisamente, lo que hace que este descubrimiento sea realmente emocionante", concluye.