Embriones Planetarios Incuban en la Sureña Constelación del Centauro

Embriones Planetarios Incuban en la Sureña Constelación del Centauro

Por :Heber Rizzo

lgunos planetesimales distantes pueden tener distancias a su sol y temperaturas similares a los de la Tierra.

Por: Redactor del Equipo de Astrobiology News

Algunos planetesimales distantes pueden tener distancias a su sol y temperaturas similares a los de la Tierra.

Era una noche particularmente clara en la cima de aquella montaña chilena, cuando los astrónomos de la Universidad de Arizona miraron a 430 años luz de distancia. Lo que observaban era un resplandor infrarrojo, misteriosamente caliente, que provenía del polvo estelar. ¿Podría ser que lo que veían entre las sureñas constelaciones de Centauro y del Escorpión fueran precursores de planetas parecidos a la Tierra?.

En el 199º Encuentro Nacional de la Sociedad Astronómica Americana en Washington D.C., Michael Mayer de la Universidad de Arizona y sus colegas anunciaron que, de hecho, en la dirección de la constelación de Centauro, la estrella clasificada como HD 113766A está probablemente incubando embriones planetarios. Para hacer que la cosa fuera más intrigante, su candidato estelar muestra evidencias de que orbitando alrededor de una estrella parecida al Sol hay planetas jóvenes, o planetesimales, que pueden tener temperaturas y estar a distancias de su primario, similares a las de la Tierra.

No Simplemente una Estrella Ordinaria

Pero la estrella materna llamada HD 113766A no es una candidata ordinaria parecida al Sol. El número 113766 es su anotación única en el clásico y centenario catálogo estelar de Henry Draper. La letra “A” indica que es una de un par de estrellas binarias. Comparadas con el Sol, ambas estrellas de este par binario son ligeramente más calientes, más grandes y más brillantes.

A una distancia de 430 años luz, estas estrellas no son visibles sin un poderoso telescopio.

Aún un ultra moderno telescopio infrarrojo debe esforzarse para ver a este particular par binario en el hemisferio austral, apuntando hacia la región Escorpio-Centauro del cielo nocturno. Como hace notar el astrónomo Dana Backman del Colegio Franklin y Marshal, y segundo autor del artículo sobre los planetesimales, esta clase de observaciones a través de 430 años luz “requieren los más grandes telescopios y el mejor equipo que los astrónomos puedan conseguir.”

De hecho, para visualizar tal estrella binaria, el equipo investigador confió en el telescopio Magallanes I de 6,5 mts. de diámetro en Las Campanas, Chile, un sistema avanzado de cámara infrarroja. Como los gemelos binarios están muy cerca uno del otro, el equipo necesitó las más grandes apertura y cámara infrarroja del telescopio, junto a unas excelentes condiciones de visión en Chile durante agosto de 2001.

Este tipo de estrellas, con candidatos a planetas orbitando en condiciones similares a las distancias y temperaturas terrestres, han venido a denominarse como de “Tipo Vega”. Vega está relativamente cerca a escala astronómica, y en el caso de los más recientes descubrimientos en HD 113766A, se observa un exceso de emisión calórica desde el polvo del disco de formación planetaria.

Una Firma Brillante

Ubicar con precisión a un relativamente oscuro planeta tipo Tierra orbitando alrededor de una estrella que probablemente sea millones o miles de millones de veces más brillante, sigue siendo uno de los más grandes retos de la astronomía moderna. Las firmas secundarias como los cambios en la órbita de la estrella debidos a un masivo planeta exterior como Júpiter o, en este caso, el brillo infrarrojo del polvo, ofrecen las mejores oportunidades de inferir la presencia de planetas.

Las temperaturas en la banda de formación planetaria alrededor de la estrella HD 113766A oscila entre los 805 y los 195 grados Kelvin, con el material más caliente situado más cerca de la estrella. Para estas temperaturas, las bandas de polvo se extienden a una distancia comparable en nuestro sistema solar a la existente entre las órbitas de Mercurio y de Júpiter, o sea entre 0,35 a 5,8 veces la distancia Tierra-Sol.

Lo que los astrónomos del infrarrojo encontraron en el caliente disco de restos alrededor de HD 113766A fue sorprendente. Solamente la primera de las estrellas del par binario (la “A”) tenía una nube caliente de polvo, un remanente de formación planetaria, y las radiaciones de temperatura de la nube eran similares o ligeramente superiores de las que se esperaban para los planetas tipo Tierra. La búsqueda de un polvo planetario infrarrojo similar en tal tipo de candidatos estelares “es, por mucho, la manera más fácil de identificar estos sistemas”, de acuerdo a Meyer.

Separados al Nacer

Backman dice que “es un misterio la razón por la que dos estrellas gemelas cercanas, con edades idénticas y propiedades casi idénticas, tengan cantidades tan diferentes de material circum-estelar. Uno podría decir que hay alguna “variante oculta” que hace que dos historias estelares superficialmente similares sean tan diferentes, pero no sabemos cuál podría ser.”

Basados en modelos de cómo los planetas agregan y colisionan con el polvo que los rodea, la edad estimada de los planetesimales es relativamente pequeña, en el orden de los 10 millones de años.

En comparación, en los primeros 10 millones de años de la formación de nuestro sistema solar, únicamente se habían formado Júpiter y Saturno. Calientes discos gaseosos, los precursores de los planetas internos actuales como la Tierra y Venus, recién habían comenzado a aparecer. En esta primitiva etapa de su evolución, estos sistemas son llamados sistemas de disco interno de escombros. De acuerdo con Backman, los astrónomos pueden tomar ventaja de dichas grandes y dispersas nubes de polvo para observar planetas jóvenes, una tarea facilitada por su gran área superficial. “El resplandor infrarrojo de los cinturones de polvo generado mientras se forman los planetas debería ser más fácil de detectar que el proveniente de planetas ya completamente formados.”

El disco interno de escombros alrededor de HD 113766A tiene otras propiedades que también sorprendieron a los científicos. Resultó notable que la densidad del polvo alrededor de HD 113766A no disminuía mientras observaban más y más lejos de la estrella, significando que debía estar presente una fuente de reposición del polvo. Esta densidad constante del polvo se atribuye usualmente a las colisiones entre las partículas y dirige a los astrónomos detectives hacia nuevos candidatos para la formación activa de planetas. Sin tal reposición, la fuerte gravedad de la estrella materna habría capturado al polvo en unos pocos miles de años, y no en los aproximadamente diez millones de años que han transcurrido hasta el presente. En nuestro propio sistema solar, el cinturón de asteroides proporciona tal constante perfil polvo-por-área de colisiones, llamado la nube de polvo zodiacal.

Pero para HD 113766A, la escala de los escombros es mucho mayor, alcanzando casi un décimo de la masa de la Tierra en polvo solamente, requiriendo así una masa aproximadamente 200 veces mayor que la de nuestro propio cinturón de asteroides y una densidad mucho mayor, con una nube de polvo aproximadamente 250.000 veces más espesa.

De acuerdo a Meyer, “lo que hemos descubierto aquí, utilizando la nueva generación de cámaras mid-IR de alta resolución en grandes telescopios terrenos, es el tercer ejemplo de un disco interior de escombros con cantidades de polvo comparables a las generadas por colisiones en nuestro propio cinturón de asteroides sin un masivo cinturón exterior presente.” La carencia de un disco exterior se vuelve clave, porque apunta a las colisiones y a la formación activa de planetas a lo largo de la banda de planetas interiores tipo Tierra. “Esperamos que las investigaciones que serán llevadas a cabo dentro de poco con la ayuda de la Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA (SIRTF= Space Infrared Telescope Facility) nos dirán si tales sistemas son comunes o realmente muy raros.”

¿Qué Sigue a Continuación?

Mientras que una fotografía directa de un planeta gigante orbitando una estrella distante puede muy pronto estar al alcance de telescopios terrenos muy grandes, el viaje al espacio sigue siendo la forma más prometedora de visualizar directamente los mucho más pequeños planetas tipo Tierra.

Aún con la generación actual de telescopios de 6 a 10 metros, si se utilizan adaptaciones ópticas para ajustar las distorsiones de visión, “la detección directa de planetas extrasolares gigantes puede ser posible en un corto plazo,” dice Mayer. Pero “la detección de planetas tipo Tierra alrededor de estrellas tipo Sol es la meta para futuras misiones espaciales y se encuentra, por ahora, más allá de los límites de observación.”

Futuros telescopios infrarrojos espaciales, tales con el SIRTF incrementarán grandemente las oportunidades de encontrar otros candidatos estelares como HD 113766A, a la vez que eliminarán explicaciones alternativas que puedan explicar el resplandor infrarrojo del polvo, distintas a la formación de bandas planetarias. “No hemos sido todavía capaces de conducir el estudio sistemático de estrellas tipo Sol necesario para entender cuáles sistemas son la excepción y no la regla. Nuestro Programa Científico Legado del SIRTF - Formación y Evolución de Sistemas Planetarios ( http://feps.as.arizona.edu ) apunta precisamente a lograrlo.”

Entre los colaboradores del estudio se incluyen: Eric Mamajek, Philip Hinz y William Hoffman de la Universidad de Arizona (Tucson, AZ); Dana Backman y Víctor Herrera del Colegio Franklin y Marshall (Lancaster, PA); John Carpenter y Sebastian Wolf de Caltech (Pasadena, CA); y Joseph Hora del Centro Harvard/Smithosoniano para la Astrofísica (Cambridge, MA).