En 2016, un grupo de investigadores dirigido por la astrónoma Tabetha Boyajian descubrió una estrella, llamada KIC 8462852, cuyo brillo variaba en el tiempo de forma irregular y no periódica. La estrella se conoció popularmente como la estrella de Tabby, y se le atribuyó el título de la estrella más misteriosa del universo.
La estrella de Tabby sufrió un oscurecimiento durante un período de varias semanas, con una atenuación de su luz de hasta un 20 %. Sorprendió la variabilidad repentina, incompatible con un planeta en tránsito –este produciría depresiones uniformes y distribuidas regularmente en la curva de luz, una cada vez que se interpusiera entre la estrella y el observador–, a tenor de los datos de archivo que se remontan hasta casi un siglo atrás.
El telescopio espacial Kepler registró la disminución temporal de la luz en una sola banda, en el visible. Pero, para determinar la causa de la atenuación, fue necesario observar la curva de luz en diferentes longitudes de onda.
Una nube de polvo
Estas observaciones adicionales revelaron que el causante no era un cuerpo sólido sino una nube de polvo de una milmillonésima parte de la masa de la Tierra, esto es, similar a la de un cometa. Aunque modesta, esta nube de polvo debía provenir de una colisión catastrófica entre dos (o más) cuerpos menores del sistema planetario.
Hasta 2021, el recuento era de una docena de estrellas similares a KIC 8462852, aunque ninguna con un oscurecimiento tan profundo y prolongado.
Un nuevo caso: ASASSN-21qj
Ese año encontramos una estrella similar al Sol que perdió súbitamente hasta un 90 % de su brillo por unas pocas semanas. Este casi completo oscurecimiento fue identificado inesperadamente mediante un programa de búsqueda de supernovas, el All Sky Automated Survey for Supernovae (ASASSN).
ASASSN siguió monitoreando la estrella, ahora llamada ASASSN-21qj, y se envió una alerta a través de The Astronomer’s Telegram que activó a equipos de todo el mundo a completar su estudio.
¿Qué causó el oscurecimiento y el exceso infrarrojo?
Nosotros, tras observar en diferentes longitudes de onda, advertimos un comportamiento casi periódico en el complejo oscurecimiento de la curva de luz, que asociamos a una nube de polvo. Inferimos que el polvo está compuesto de silicato amorfo rico en magnesio (característico de cometas y asteroides del sistema solar) y que orbita su estrella a aproximadamente la mitad de la distancia de Mercurio al Sol.
También analizamos el exceso en el infrarrojo cercano de ASASSN-21qj, captado por el satélite NEOWISE. La correspondiente temperatura, de unos 700-1 300 K (o 400-1 000 °C), es consistente con el calentamiento del polvo por la estrella anfitriona, justo a la distancia estimada a partir del citado cuasiperiodo. Estimamos que la masa total de la nube de polvo es de dos millonésimas de la masa de la Tierra o alrededor del 1 % de la masa de Ceres, el objeto más grande (clasificado como planeta enano) del cinturón de asteroides.
Basta menos del 1 % de este polvo interpuesto en la línea de visión a la estrella para explicar los eventos de atenuación más profundos. Esta masa de polvo es comparable a la precisa para el oscurecimiento de la estrella de Boyajian, pero la configuración del sistema de ASASSN-21qj hace que el efecto sea mayor.
Más impactante es que el brillo en el infrarrojo cercano comenzó 2,5 años antes de que se registrara la atenuación óptica, lo que significa que los escombros de la colisión orbitaron la estrella más de 30 veces antes de eclipsarla parcialmente. Este retraso podría deberse a que el sistema se ve algo inclinado, y fue preciso que la nube de escombros se desplazara o disgregara hasta cubrir la estrella desde nuestro punto de vista. El exceso de emisión en el infrarrojo pudo iniciarse con un evento asociado al progenitor de la nube, ya sea la disgregación de un cuerpo menor (como en el caso de un cometa que se acerca demasiado a su estrella anfitriona) o la colisión de dos de ellos (asteroides o cometas), donde parte de la energía del choque se transforma en calor.
El debate
Nuestros resultados fueron publicados en el Astrophysical Journal en agosto de 2023. Más tarde, un equipo dirigido por Matthew Kenworthy proporcionó una interpretación diferente de las mismas observaciones, invocando una colisión de dos planetas gigantes helados a la distancia orbital de Marte o más allá.
En este caso, la órbita dura al menos 2,5 años, ya que la ocultación se produce durante el primer paso de la nube de polvo por delante de la estrella –desde el punto de vista del observador– tras la colisión, mientras que el exceso en el infrarrojo cercano se debería al objeto caliente, fundido y posterior al impacto.
Las colisiones planetarias son raras, pero no inauditas –por ejemplo, la que formó la Tierra y la Luna–. Sin embargo, es más probable que las inestabilidades que originan colisiones entre planetas se den en las primeras etapas de la vida de un sistema. Mucho más frecuentes e intemporales son las colisiones entre cuerpos menores. Kenworthy y su equipo estimaron una edad del sistema de 300 ± 92 millones de años, mientras que nosotros inferimos una edad de 6 000 ± 3 000 millones de años, más parecida a la del Sol. Por lo general, la edad es el parámetro estelar más difícil de determinar. Definitivamente, se precisan más observaciones para dilucidar este caso.