Por Claudia Aguilera, investigadora postdoctoral del Instituto Milenio de Astrofísica y del IAUC

Cuando uno escucha hablar de litio en la actualidad es muy posible que se imagine inmediatamente un contexto tecnológico, dado el uso que se le da en baterías, o en un contexto político-económico, pues Chile es uno de los grandes productores de litio a nivel mundial. Sin embargo, es poco probable que al escuchar hablar de litio pensemos en cómo este se usa para develar los misterios del Universo, aunque este ligero elemento es ampliamente usado en astrofísica para estudiar muy distintos problemas.

En esta ocasión, gracias al litio, hemos encontrado dos estrellas camino a su muerte que han devorado alguno/s de los planetas que las orbitan.

El litio es un elemento muy escaso en el Universo, pero además de ser escaso, captura protones y se convierte en otros elementos a temperaturas que fácilmente se pueden encontrar al interior de las estrellas como el Sol, que queman hidrógeno en su núcleo de forma constante. Dado que el exterior de estas estrellas es más frío que el interior, el litio puede continuar existiendo en una pequeña capa cerca de la superficie, pues de movilizarse al interior, corre el riesgo muy real de ser “quemado”.

Pero las estrellas como el Sol no vivirán para siempre. Cuando se les acaba su combustible (el hidrógeno), se expanden y se enfrían, convirtiéndose en gigantes rojas… Y el litio que existía en una pequeña capa afuera de las estrellas ahora se diluye en una capa más ancha, por lo que veremos aún menos litio que antes en la superficie de la estrella.

En resumen, las estrellas gigantes rojas, envejecidas, camino a sus muertes, y con desde 10 a 100 veces su tamaño original, tienen un bajísimo porcentaje de litio en su superficie… a menos que, en su caótico envejecimiento, la estrella haya consumido algún cuerpo celeste o material externo que sí tenga mucho litio.

¿Qué objeto en el Universo conocemos así? Una opción son los planetas.

Pensemos qué sucedería (y sucederá en unos cuantos miles de millones de años) si el Sol se expande 10 (ó 100) veces su tamaño actual en el Sistema Solar: Su superficie llegaría hasta la órbita de la Tierra y quizás incluso más allá. Mercurio y Venus serán engullidos por el Sol, y es posible que también la Tierra.

Así pues, ¿es posible que la estrella consuma a sus planetas y que estos, a su vez, dejen una señal visible en su estrella, casi como un testamento de que alguna vez existieron? Para contestar esto, en un primer trabajo modelamos este catastrófico evento para poder predecir sus señales y qué efectos podríamos observar en las estrellas [1]. En un segundo trabajo, hemos estudiado las abundancias de litio en estrellas del cúmulo abierto Trumpler 20, obtenidas por el sondeo Gaia-ESO. Con esta información hemos descubierto que dos de estas estrellas tienen abundancias de litio inusualmente altas, que pueden explicarse si es que las estrellas han devorado los planetas que las orbitan [2].

Los cúmulos abiertos, acumulaciones de estrellas ligadas gravitacionalmente, son especialmente útiles para encontrar estas estrellas inusuales en su composición química. Esto es porque sus estrellas nacen todas al mismo tiempo, en el mismo lugar, así que esperamos que sus abundancias sean también muy similares. Cuando encontramos estrellas en un cúmulo que no se parecen a sus hermanas, sospechamos que algo les puede haber sucedido. Y la abundancia de litio de estas 2 estrellas coincide con la que nuestros modelos predicen si es que las estrellas han engullido sus planetas.

¿Qué nos queda por hacer? Confirmar que estas estrellas se han tragado a sus desafortunados planetas y encontrar más sistemas como éstos, que entre otras cosas, nos permiten prever que ocurrirá cuando el Sol tenga que expandirse y nos toque a nosotros ser su almuerzo… No se preocupe. Para ello aún faltan 5 mil millones de años.

[1]: http://adsabs.harvard.edu/abs/2016ApJ…829..127A

[2]: http://adsabs.harvard.edu/abs/2016ApJ…833L..24A

Imagen principal: Imagen de un típico cúmulo abierto, NGC 290 obtenida con el telescopio espacial Hubble (Créditos: ESA & NASA).”

Ilustración artística del Sol como gigante roja, consumiendo a la Tierra (Créditos: Brian Smallwood www.spaceprime.com)