¿Se está encogiendo el Sol?

El universo guarda muchos misterios y hay algunos secretos que hemos conseguido desvelar y otros que se nos resisten. Sabemos que el Sol, como estrella que es, se creó a partir de una inmensa nube de gas y polvo, en una nube molecular que alberga suficiente material para dar vida a cientos de millones de estrellas. En uno de estos viveros estelares nació el Sol que, una vez que acumuló suficiente materia en una zona, la nube comenzó a calentarse y finalmente creó una protoestrella.

Las protoestrellas jóvenes aumentan de peso al reunir materia de un denso disco de gas y polvo que se arremolina a su alrededor, por lo que se alimentó del material circundante y se volvió lo suficientemente caliente y grande como para iniciar el proceso de fusión termonuclear.

Gracias a un reciente estudio utilizando el Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array (ALMA), los astrónomos observaron la protoestrella IRS 63 o IRAS 16285-2355, una estrella infantil de menos de 500 000 años situada en la región L1709 de la nube molecular de Ofiuco, que se encuentra a 470 años luz de distancia de la Tierra en la constelación de Ofiuco. Sus observaciones revelaron varias estructuras interesantes:

La protoestrella está rodeada por una enorme nube de gas y polvo que es más grande que la mayoría de las estrellas de su edad.

"Tradicionalmente se pensaba que una estrella realiza la mayor parte de su formación antes de que se formen los planetas, pero nuestras observaciones mostraron que se forman simultáneamente. Los anillos en el disco alrededor de IRS 63 son muy jóvenes”, expuso Dominique Segura-Cox, astrónomo del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre. “Solíamos pensar que las estrellas entraban primero en la edad adulta y luego eran las madres de los planetas que venían después, pero ahora vemos que las protoestrellas y los protoplanetas crecen y evolucionan juntos desde tiempos remotos, como hermanos”.

Estas observaciones también revelaron implicaciones para comprender la formación de nuestro propio sistema solar. “Incluso la masa de la protoestrella es un poco menor que la de nuestro Sol. Estudiar discos de formación de planetas tan jóvenes alrededor de protoestrellas puede darnos información importante sobre nuestros propios orígenes”, afirman los expertos.

Pero, ¿qué pasa con el Sol? ¿El hecho de que pierda masa nos dice que está 'encogiendo'?

Sabemos que nuestra estrella quema cada segundo, según va produciendo energía nuclear, 4 millones de toneladas de hidrógeno, por lo que va perdiendo masa: alrededor de 5 millones de toneladas de masa cada segundo. Y, conforme pasa el tiempo, las estrellas, como nuestro Sol, van acumulando cada vez más helio en su núcleo; esta cantidad creciente de ceniza de fusión hace que el núcleo se caliente y que este expanda su volumen.

Sin embargo, si la tasa de pérdida de masa es continua debido a la fusión y los vientos solares, ¿no debería ser al contrario?

Al Sol le quedan unos 5 000 millones de años en la secuencia principal; luego, será el doble de luminosa y considerablemente más grande de lo que es ahora. Esta escala de tiempo referente a la pérdida de masa habitual es mucho más larga que la vida esperada del Sol, por lo que tal pérdida de masa apenas afectará el radio de la estrella.

Durante la etapa de secuencia principal (en la que nos encontramos), el radio del Sol permanece prácticamente igual. Esto se debe a que la estrella está en equilibrio entre la presión de radiación y la atracción gravitatoria. Cada vez que una estrella comienza a encogerse, la velocidad de reacción del núcleo aumenta y, por lo tanto, aumenta la presión de radiación. Como resultado, la estrella se expande nuevamente hasta que se alcanza, una vez más, el equilibrio.

Una vez pasen esos 5 000 millones de años, el Sol se convertirá en una gigante roja. En este caso, el núcleo de la estrella sí que se encogerá, pero sus capas exteriores se expandirán hasta la órbita de Marte, engullendo todo lo que esté alrededor en el proceso. Incluido nuestro planeta si es que aún sigue ahí.

Referencia: Izidoro, A., Dasgupta, R., Raymond, S.N. et al. Planetesimal rings as the cause of the Solar System’s planetary architecture. Nat Astron 6, 357–366 (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-021-01557-z

D.M. Segura-Cox et al. 2020. Four annular structures in a protostellar disk less than 500,000 years old. Nature 586, 228-231; doi: 10.1038/s41586-020-2779-6