Un planeta varias veces más masivo que la Tierra podría haber desaparecido en el Sol, dejando huellas que todavía pueden detectarse hoy.
El escenario parte de una constatación antigua: los modelos que describen el interior del Sol no reproducen perfectamente algunas mediciones reales. Las vibraciones de nuestra estrella permiten deducir, entre otras cosas, cómo se propaga el sonido bajo su superficie. Sin embargo, los valores calculados presentan diferencias con estas observaciones, especialmente bajo la capa exterior donde circula la materia.
Otro indicio intriga a los astrónomos. La superficie del Sol contiene mucho menos litio del previsto a partir de la materia presente durante su formación. Mutlu Yıldız, de la Universidad Ege de Turquía, quiso saber si estas dos anomalías podían tener un mismo origen relacionado con la juventud del Sol.
El investigador simuló la evolución de nuestra estrella añadiendo un acontecimiento inusual: la absorción de un planeta rico en elementos pesados. Los modelos que mejor coinciden con las observaciones incluyen una supertierra de aproximadamente entre 5 y 10 masas terrestres. Uno de los mejores ajustes da una masa cercana a 5,6 veces la de la Tierra.
En concreto, la materia de este planeta no habría desaparecido simplemente en las capas superficiales. Una parte podría haber descendido por debajo de la zona donde la materia solar se mezcla continuamente. De ese modo habría enriquecido localmente el interior del Sol en elementos pesados. Esta modificación cambia ligeramente la forma en que la energía y el sonido atraviesan la estrella.
Los cálculos indican que un mundo rocoso suficientemente compacto podría atravesar las capas externas del joven Sol sin perder inmediatamente toda su materia. Su contenido podría así alcanzar regiones más profundas antes de dispersarse.
Representación artística de un planeta que roza y luego se sumerge en la envoltura de su estrella.
Crédito: K. Miller/R. Hurt (Caltech/IPAC), MIT.
El escenario también puede reproducir la baja cantidad actual de litio. En el estudio de Mutlu Yıldız, el joven Sol habría tenido inicialmente una masa ligeramente menor y después habría incorporado varias masas terrestres de materia. Para reproducir la abundancia actual, esta materia añadida debe ser muy pobre en litio. Entonces aumenta la masa y modifica la composición del Sol sin aportar una cantidad proporcional de litio. El litio presente queda así más diluido y sometido a la mezcla interna.
Esto resulta bastante contraintuitivo, porque un planeta rocoso común podría, por el contrario, aportar litio y enriquecer temporalmente la superficie de una estrella. Eso es precisamente lo que predicen muchos modelos de engullimiento planetario.
Por tanto, el escenario de este nuevo estudio exige una condición particular: la supertierra engullida ya debía estar muy empobrecida en litio. El autor concluye que, con aproximadamente entre 4,6 y 5,8 masas terrestres de materia pobre en litio, el modelo puede recuperar la abundancia solar actual.
Esta hipótesis también ofrece una posible respuesta a una particularidad de nuestro entorno. Muchos sistemas planetarios poseen supertierras cercanas a su estrella, mientras que el sistema solar no tiene ninguna. Trabajos anteriores ya habían propuesto que esos planetas podrían haberse formado cerca del Sol antes de migrar hacia él.
El investigador comparó este escenario con otras posibles modificaciones de los modelos solares, relacionadas especialmente con el transporte y la mezcla de la materia. Estas soluciones mejoran algunos resultados, pero la absorción de un planeta ofrece una mejor coincidencia simultánea con varias mediciones en las simulaciones estudiadas.
Por tanto, el siguiente paso será observacional. Si el enriquecimiento en elementos pesados previsto bajo las capas externas del Sol posee una firma medible, las vibraciones de nuestra estrella podrían permitir buscarla. Una detección de este tipo constituiría un indicio independiente de un acontecimiento ocurrido hace varios miles de millones de años.