✨︎ Resumen (TL;DR):
- Mutlu Yildiz simuló distintas formas en que el Sol pudo acumular material usando MESA.
- El modelo que mejor encaja con las mediciones solares incluye una super-Tierra de 5 a 10 veces la masa de la Tierra.
- La hipótesis conecta el bajo litio con anomalías internas, pero todavía necesita una detección independiente.
El profesor Mutlu Yildiz, de la Universidad de Ege, en Turquía, propone que el joven Sol pudo absorber una super-Tierra rocosa de entre cinco y diez veces la masa de la Tierra. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) publicó el estudio el jueves 10 de septiembre. La investigación sostiene que ese episodio ayudaría a explicar dos rarezas que los modelos estándar no reproducen a la vez: el poco litio de la superficie solar y varias anomalías de su estructura interna. Las simulaciones no demuestran que la absorción ocurriera, pero sí señalan una firma química y estructural que futuras observaciones podrían buscar.
La pista está en el litio y la heliosismología
La heliosismología es un método que analiza las ondas de sonido que recorren una estrella para estudiar su interior. Los modelos construidos con la física estándar de la evolución estelar no consiguen reproducir al mismo tiempo la profundidad de la zona de convección solar y la estructura de la velocidad del sonido justo debajo de ella.
Además, el Sol muestra en su superficie mucho menos litio del que cabría esperar en una estrella de su tamaño. Yildiz planteó que esos problemas, tratados por separado durante mucho tiempo, podían compartir una raíz común en la historia química temprana del Sol. Lo expuso así:
“Las estrellas jóvenes están rodeadas de discos protoplanetarios, donde cantidades sustanciales de material pueden moverse entre el disco y la estrella. Como los planetas están hechos de un material químicamente distinto al gas del disco, nos preguntamos si la absorción temprana de un planeta pudo dejar una firma química dentro del joven Sol.”
MESA comparó el pasado posible del Sol
Para poner a prueba la idea, Yildiz utilizó MESA, un código de evolución estelar de código abierto. Probó distintas formas en que el Sol pudo acumular material a lo largo de su vida y comparó cada modelo con las restricciones heliosísmicas y las abundancias químicas de la superficie solar.
También contrastó explicaciones relacionadas con:
- la ecuación de estado;
- la opacidad;
- distintos modos de mezcla turbulenta y convectiva.
El ajuste más cercano a la estrella que observamos hoy fue el de un modelo en el que el Sol, durante su juventud, engulló una super-Tierra rocosa y densa, rica en elementos pesados, de entre cinco y diez veces la masa de la Tierra. En la simulación, ese único episodio reproduce a la vez varias mediciones independientes del Sol, incluida su baja proporción de litio.
El rango de masa quedó acotado, un resultado que Yildiz destacó como uno de los más interesantes del estudio. El modelo añade otro matiz: un cuerpo así podría atravesar las capas exteriores del Sol perdiendo muy poca masa. El resultado sugiere que un planeta puede dejar huellas detectables dentro de su estrella mucho después de desaparecer.
Una hipótesis plausible, no una prueba
El propio trabajo marca sus límites. Los cálculos refuerzan que el episodio es físicamente plausible, pero no afirman que haya ocurrido. El modelo tampoco exige que un planeta fuera engullido por completo, y otra causa podría explicar las discrepancias del Sol.
La hipótesis conecta con una incógnita conocida: muchos sistemas estelares tienen super-Tierras y el nuestro no. En 2016, una investigación de Rebecca Martin y Mario Livio propuso que una o más super-Tierras pudieron formarse dentro de la órbita de Mercurio y migrar hacia el interior a través del disco de gas. Ese trabajo contemplaba que pudieran terminar cayendo en el joven Sol, aunque no exigía que el planeta fuera devorado.
Yildiz resumió así la diferencia de su aporte:
“Nuestro artículo se pregunta si el propio Sol podría conservar evidencia observable de que esa absorción ocurrió de verdad, y creemos que sí. El siguiente paso es ver si esas huellas pueden detectarse de forma independiente.”
La siguiente comprobación consiste en detectar esas huellas de manera independiente. Si futuras observaciones identifican una firma estructural y química en el Sol, la propuesta dejaría de ser una simulación sugerente y se convertiría en un indicio sólido de un choque ocurrido hace miles de millones de años. Hasta entonces, el escenario de una super-Tierra engullida sigue siendo una hipótesis respaldada por simulaciones, no un hecho confirmado.
