El Futuro del Agua en Mundos que Orbitan Enanas Blancas

El descubrimiento de exoplanetas no deja de sorprender, y uno de los hallazgos más intrigantes de los últimos años es la confirmación de mundos que orbitan alrededor de enanas blancas, los restos incandescentes de estrellas que alguna vez fueron como nuestro Sol.

Ejemplos como WD J0914+1914, la primera estrella enana blanca individual descubierta que tiene un planeta gigante orbitando, demuestran que los planetas pueden sobrevivir a la tumultuosa muerte de su estrella. Pero, ¿qué destino les espera, especialmente si alguna vez albergaron agua? Nuevos estudios pintan un panorama complejo y, a menudo, inhóspito.

Para entender el contexto, recordemos cómo muere una estrella similar al Sol. Tras miles de millones de años fusionando hidrógeno en su núcleo durante su etapa de secuencia principal, agota su combustible. Entonces, la estrella se hincha desmesuradamente, convirtiéndose primero en una gigante roja y luego entrando en la fase de Rama Asintótica de las Gigantes (AGB). Durante estas fases, su tamaño aumenta tanto que engulle a los planetas interiores. Finalmente, la estrella expulsa sus capas externas formando una colorida nebulosa planetaria, dejando atrás un núcleo extremadamente denso y caliente: la enana blanca.

¿Y qué ocurre con los planetas cuando los hay? Bueno, los que logran sobrevivir son aquellos que orbitaban originalmente a grandes distancias, más allá de la máxima expansión de la gigante roja (típicamente, más allá de unas 5 unidades astronómicas). Aunque también es posible que planetas gigantes migren hacia adentro después de la formación de la enana blanca, o incluso que se formen «planetas de segunda generación» a partir del disco de escombros que a menudo rodea a estas estrellas muertas.

El escenario de estos planetas es algo tenebroso. Pero lo interesante aquí es que ya se conocen un puñado de supervivientes, en su mayoría gigantes gaseosos, como el mencionado WD J0914+1914 b y otro llamado WD 1856+534 b.

Pero vayamos un poco más allá, con el tema del agua en un planeta que sobreviva a este apocalipsis estelar.

En un estudio reciente, destacado por AAS Nova y en el que participan los investigadores Juliette Becker, Andrew Vanderburg y Joseph R. Livesey, utilizaron simulaciones para explorar el destino del agua en hipotéticos planetas rocosos orbitando enanas blancas. Durante la intensa fase de gigante roja/AGB, incluso un planeta distante sufriría un calentamiento extremo, probablemente suficiente para hervir cualquier océano superficial y convertir el agua en vapor atmosférico.

Una vez que la estrella se convierte en una enana blanca, mucho más pequeña y tenue, la zona habitable (la región donde podría existir agua líquida) se contrae drásticamente, situándose muy cerca del remanente estelar. El planeta superviviente, ahora más frío, podría permitir que el vapor de agua se condensara nuevamente. Sin embargo, aquí surge un problema crucial: las enanas blancas, especialmente las jóvenes, emiten una cantidad significativa de radiación de alta energía en forma de rayos UV y X.

Esta radiación es lo suficientemente energética como para romper las moléculas de agua en la atmósfera del planeta mediante un proceso llamado fotodisociación (H₂O→H+OH). El hidrógeno (H), al ser muy ligero, escapa fácilmente al espacio. El oxígeno (O), más pesado, podría quedarse, acumulándose en la atmósfera o reaccionando químicamente con la superficie del planeta.

Sin embargo, que un planeta conserve su océano al orbitar una enana blanca depende de varios factores clave. Para empezar, debe haber estado muy lejos de su estrella (más de 5-6 veces la distancia Tierra-Sol) para sobrevivir su fase de gigante roja, o tener una enorme reserva inicial de agua. Si luego se acerca por migración planetaria a la enana blanca, es vital que ocurra cuanto esta se haya enfriado, pues su intensa radiación ultravioleta inicial es muy destructiva para el agua. Finalmente, una órbita un poco más alejada de la enana blanca también ayuda a conservar el agua. Si se cumplen estas condiciones, un planeta podría retener sus océanos.

Como vemos la situación es compleja y estudios como este nos recuerdan que la simple supervivencia de un planeta no garantiza su habitabilidad. El entorno alrededor de una enana blanca es hostil, y la búsqueda de «segundas oportunidades» para la vida en estos sistemas se enfrenta a grandes desafíos. Futuros observatorios podrán quizás detectar planetas más pequeños alrededor de enanas blancas y analizar sus atmósferas, poniendo a prueba estas predicciones y revelando el capítulo final en la historia de innumerables sistemas planetarios.

Referencias:

• WDJ0914+1914: the first Giant Planet around a White Dwarf
• WD 1856+534 b NASA
• I’ve Got Some Oceanfront Property… Around a White Dwarf
• First Giant Planet around White Dwarf Found