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Descubren un gemelo solar con 8.200 millones de años de antigüedad

Descubren un gemelo solar con 8.200 millones de años de antigüedad

El gemelo solar más antiguo se encuentra a 250 millones de años luz de la Tierra y tiene 8.200 millones de años, frente a los 4.600 millones de años de nuestro propio Sol, y podría albergar planetas rocosos terrestres, según han descubierto científicos del Very Large Telescope de ESO. El gemelo posee una composición química inusual y muy bajos niveles de litio, lo que confirma que las estrellas destruyen el litio que las compone a medida que envejecen.

Descubren un gemelo solar con 8.200 millones de años de antigüedad

Los astrónomos han observado el Sol a través de telescopios por tan solo 400 años (una pequeña fracción de la edad del Sol, que tiene más de cuatro mil millones de años).  Resulta extremadamente difícil estudiar la historia y futura evolución de nuestro astro, pero es posible si buscamos inusuales estrellas con las mismas características, pero en diferentes etapas de sus vidas.

Un grupo de astrónomos acaba de detectar una estrella que, en esencia, es un gemelo idéntico de nuestro Sol, pero 4 mil millones de años mayor, como una versión real de ‘la paradoja de los gemelos’: un gemelo idéntico hace un viaje espacial y regresa a la Tierra más joven que su hermano. Si bien en este caso no existe un viaje en el tiempo, sí estamos en presencia de dos edades muy distintas para estas dos estrellas muy similares (como fotografías tomadas en dos momentos de la vida de nuestro Sol).
 
Jorge Meléndez (Universidad de São Paulo, Brasil), líder del equipo y coautor del nuevo trabajo, explica: «Durante décadas, los astrónomos han intentado buscar gemelos solares con el fin de conocer mejor nuestro Sol, el que es capaz de dar vida. Pero muy pocos han sido encontrados desde que se descubrió el primero en 1997. Ahora hemos obtenido, a través del VLT, espectros de calidad excepcional, los que nos permiten analizar a los gemelos solares con extrema precisión, para intentar responder a la pregunta sobre qué tan especial es nuestro Sol«.
 
El equipo estudió dos gemelos solares (2), uno que, según se creía, era más joven que el Sol (18 Scorpii) y otro que se esperaba fuese mayor (HIP 102152). Los gemelos solares, análogos solares y estrellas de tipo solar, son categorías de estrellas clasificadas según su similitud con nuestro propio Sol. Los gemelos solares presentan un parecido mayor, ya que poseen masas, temperaturas y abundancias químicas muy similares.  Estos son bastante raros, sin embargo, las otras clases, en donde las semejanzas son menos precisas, resultan ser mucho más comunes.

El espectrógrafo UVES, instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO en el Observatorio Paranal, se utilizó para descomponer la luz proveniente de estas estrellas y poder así estudiar en gran detalle su composición química y otras propiedades.

Así descubrieron que HIP 102152, en la constelación de Capricornio (la Cabra Marina), es el gemelo solar más antiguo conocido hasta el momento. Se estima que posee unos 8.200 millones de años, en comparación con los 4.600 millones de años de nuestro propio Sol. Por otro lado, se confirmó que la estrella 18 Scorpii efectivamente era más joven que nuestro astro (con unos 2.900 millones de años de edad).

El misterio del litio

El estudio del antiguo gemelo solar HIP 102152 permitirá a los científicos predecir lo que podría ocurrir con nuestro Sol cuando alcance esa edad, de hecho ya se logró un importante descubrimiento.  «Una de las interrogantes que queríamos abordar guarda relación con la composición del Sol«, dice Meléndez. «Principalmente, ¿por qué su contenido de litio es tan sorprendetemente bajo?«.
 
El litio, tercer elemento de la tabla periódica, se creó en el Big Bang junto con el hidrógeno y el helio. Durante años, los astrónomos se han preguntado por qué algunas estrellas parecen tener menos litio que otras. Con las nuevas observaciones de HIP 102152, han dado un gran paso hacia la solución de este misterio, al determinar una fuerte correlación entre la edad de una estrella como el Sol y su contenido de este elemento.
 
Actualmente nuestro Sol contiene sólo el 1% del litio original que poseía el material a partir del cual se formó. Estudios de gemelos solares más jóvenes han mostrado que estos hermanos menores contienen cantidades muy superiores del elemento, pero hasta ahora los científicos no habían podido demostrar una clara correlación entre la edad y el contenido de litio presente en una estrella.
 
TalaWanda Monroe (Universidad de São Paulo), autora principal del nuevo estudio, concluye:  «Hemos descubierto que HIP 102152 posee muy bajos niveles de litio. Esto demuestra claramente, por primera vez, que los gemelos solares más antiguos efectivamente tienen menos litio que nuestro propio Sol o gemelos solares más jóvenes. Ahora podemos estar seguros de que las estrellas destruyen de alguna forma el litio que las compone a medida que envejecen«.

Composición química inusual
 
Un giro final en la historia revela que HIP 102152 posee una composición química inusual, sutilmente diferente a la que posee la mayoría de los gemelos solares, pero similar a la del Sol. Ambos muestran una baja presencia de aquellos elementos que son abundantes en los meteoritos y en la Tierra. Este es un fuerte indicio de que HIP 102152 podría albergar planetas rocosos terrestres.

Si una estrella contiene una menor cantidad de los elementos que comúnmente encontramos en cuerpos rocosos, es porque probablemente albergue planetas terrestres.  Esto se debe a que los planetas rocosos de este tipo suelen acaparar estos elementos a lo largo de su proceso de formación, el que se inicia a partir de un gran disco que rodea la estrella.

La idea de que HIP 102152 pueda albergar tales planetas se ve reforzada por el monitoreo de la velocidad radial de la estrella realizado con el espectrógrafo HARPS de ESO, que indica que dentro de su zona habitable no existen planetas gigantes. 

Esto permitiría la existencia de posibles planetas similares a la Tierra alrededor de HIP 102152: en sistemas con planetas gigantes cercanos a su estrella, las posibilidades de encontrar planetas terrestres son mucho menores, debido a que estos pequeños cuerpos rocosos sufren perturbaciones y variaciones.

ESO es la organización astronómica intergubernamental más importante en Europa y el observatorio astronómico en tierra más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de 15 países y opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope (VLT), el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo.

Referencia

Esta investigación fue presentada en un artículo incluido en el simposio “High precision abundances of the old solar twin HIP 102152: insights on Li depletion from the oldest Sun”, realizado por TalaWanda Monroe y colaboradores, que aparecerá en la publicación científica Astrophysical Journal Letters.

RedacciónT21

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