Canibalismo cósmico: confirman que nuestro Sol engulló un planeta gigante y se tienen evidencias

    Modelos astrofísicos y datos heliosísmicos revelan las huellas físicas de un evento de este tipo. Lo que resolvería las velocidades sónicas internas y la composición química de la fotosfera solar.

    La teoría de que en su juventud, Sol se comió un planeta, resolvería problemas en los modelos solares y explicaría las anomalías detectadas mediante heliosismología.
    La teoría de que en su juventud, Sol se comió un planeta, resolvería problemas en los modelos solares y explicaría las anomalías detectadas mediante heliosismología.

    A diferencia de la gran mayoría de sistemas exoplanetarios conocidos, nuestro Sistema Solar carece de súper-Tierras. Un pequeñísimo detalle que motivó la hipótesis de que dichos tipos de mundos existieron originalmente pero terminaron cayendo directa e irremediablemente contra el Sol en su juventud.

    Por otro lado, la heliosismología revela observaciones en el interior de nuestra estrella que indican que la velocidad a la que viaja el sonido justo debajo de la zona convectiva no coincide con las predicciones de los modelos tradicionales.

    A esta discrepancia física se suma un enigma en la composición química de nuestra estrella. En comparación con estrellas gemelas solares, la fotosfera del Sol presenta una extraña escasez de elementos refractarios y metales pesados en su capa más externa.

    Uniendo ambos rompecabezas, un nuevo estudio propone que el Sol engulló tempranamente a una súper-Tierra naciente, bautizada como Dev Dilek. Y que este cuerpo planetario se disolvió en las entrañas solares, alterando significativamente la estructura interna y la composición química de nuestra estrella.

    Al depositarse debajo de la zona convectiva, el exceso de metales aportado por el planeta modificó la opacidad local, una alteración que corrigió el perfil de la velocidad del sonido y reconcilió los modelos teóricos con las observaciones heliosísmicas actuales.

    Reconstruyendo al planeta devorado

    Para entender esto, la astrofísica moderna analiza la dinámica del disco protoplanetario solar temprano, en donde las regiones de baja turbulencia, conocidas como zonas muertas, permitieron acumular suficiente material para formar súper-Tierras en las regiones más internas del sistema recién nacido.

    Imágenes del Hubble de discos protoplanetarios en luz visible e infrarroja muestran regiones polvorientas alrededor de estrellas en formación donde nacen planetas. Crédito: NASA, ESA.
    Imágenes del Hubble de discos protoplanetarios en luz visible e infrarroja muestran regiones polvorientas alrededor de estrellas en formación donde nacen planetas. Crédito: NASA, ESA.

    Posteriormente, la fricción ejercida por el gas provocó que estos mundos migrasen gradualmente hacia la parte central. Al precipitarse contra el Sol naciente, la disolución del núcleo planetario dejó una huella química imborrable atrapada en el manto radiativo.

    Mediante simulaciones numéricas con los códigos estelares MESA y ANKİ, se calcularon el exceso de metalicidad e integrando numéricamente el perfil químico, determinaron la masa exacta que debía poseer el planeta devorado para explicar la estructura observada.

    Los resultados demuestran que el objeto engullido corresponde a una súper-Tierra rocosa de entre 4.6 y 5.8 masas terrestres. Este tamaño preciso satisface simultáneamente las demandas heliosísmicas de velocidad del sonido y la abundancia química medida en la fotosfera.

    Procesos de mezcla y la paradoja del litio

    También se evaluó si otros mecanismos estelares internos podían explicar las anomalías sin requerir la caída de un planeta. Probaron modificar las opacidades, la ecuación de estado e incluir procesos de mezcla turbulenta, pero no pudieron obtener una solución completa.

    Concepto artístico de una supertierra potencialmente habitable que orbita una estrella llamada HD 20794. Crédito de la ilustración: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).
    Concepto artístico de una supertierra potencialmente habitable que orbita una estrella llamada HD 20794. Crédito de la ilustración: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).

    La combinación más precisa se logró uniendo la hipótesis del "engullimiento planetario" con una mezcla turbulenta suave. Este modelo combinado redujo los residuos de la velocidad del sonido a niveles mínimos, confirmando que la ingesta planetaria es el factor principal.

    Asimismo, el modelo resuelve la misteriosa depleción de litio observada en la superficie del Sol. Si el material acretado por el planeta carecía de litio y la mezcla interna permaneció somera, los niveles fotosféricos actuales encajan perfectamente con las observaciones.

    ¿Supervivencia física en el infierno solar?

    Para garantizar que el modelo no fuese un mero ajuste matemático, se aplicó una evaluación estadística Bayesiana. Este criterio confirmó que el mecanismo representa mejor las observaciones físicas que solamente considerar un modelo puramente estelar.

    También se examinó la viabilidad física (la existencia) del planeta durante su inmersión en la estrella. Los cálculos indicaron que una súper-Tierra rocosa densa resistiría la fuerza de marea gravitacional sin sufrir una ruptura catastrófica antes de ingresar al manto.

    Gracias a una gran velocidad, el planeta debió atravesar la zona convectiva en cuestión de horas y, en ese breve lapso, el arrastre aerodinámico y la abrasión térmica causaron poca pérdida de masa, lo que le permitió llegar intacto al fondo para, finalmente, disolverse...