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Un planeta extrasolar da forma a un anillo de polvo alrededor de la estrella Fomalhaut, algo similar al efecto de las “lunas pastoras” que se ven en los anillos de Saturno.

El Telescopio Espacial Hubble nos muestra la más detallada imagen obtenida hasta ahora en luz visible de un delgado anillo de polvo alrededor de la cercana estrella Fomalhaut (HD216956), ofreciéndonos una fuerte evidencia de la existencia de un todavía no observado planeta que probablemente está afectándolo gravitatoriamente.

Anillo de polvo en FomalhautEl centro geométrico del anillo (“Ring Center”, punto verde) está desplazado (hacia la izquierda) con respecto a la estrella (“Star”,punto amarillo). El brillo de la estrella se eliminó por la máscara cronográfica (región negra central). Las leyendas señalan el borde interior (“ring inner edge) y el borde exterior (ring outer edge) del anillo, así como el “ruido” de la luz dispersa (scattered light “noise”) de la estrella.Crédito: NASA, ESA, Kalas/Graham/UCB, Clampin/NASA/GSFC)

El Hubble muestra inequívocamente que el centro del anillo está desplazado a unos sorprendentes 2.250 millones de kilómetros (15 unidades astronómicas) de la estrella. Esta es una distancia equivalente a casi la mitad de nuestro sistema solar. La explicación más plausible, según los astrónomos, es que un planeta todavía no visto que se mueve en una órbita elíptica le está dando una nueva forma al anillo con su tirón gravitatorio. El anillo, inclinado oblicuamente con respecto a la Tierra, no mostraría esa forma si estuviera influenciado simplemente por la gravedad de la estrella.

Este desplazamiento ya había sido inferido por observaciones previas en longitudes de ondas utilizando los telescopios submilimétricos de Mauna Kea, el Observatorio Submilimétrico de Caltech y el Telescopio Espacial Spitzer y aplicando modelos teóricos y presunciones físicas. Ahora, las nítidas imágenes del Hubble revelan esta excentricidad en la luz visible.

Las nuevas observaciones proporcionan una fuerte evidencia de que al menos un objeto de masa planetaria, todavía no detectado directamente, está orbitando la estrella. El Hubble habría visto un objeto de tamaño mayor, como por ejemplo una enana marrón. “Nuestras nuevas imágenes confirman las hipótesis anteriores que proponían un planeta perturbador”, dijo Paul Kalas de la Universidad de California en Berkeley. El anillo es similar al cinturón de Kuiper de nuestro sistema solar, un vasto depósito de material congelado remanente de la formación de los planetas de nuestro sistema solar.

Las observaciones nos dan una idea de los años formativos de nuestro sistema solar, cuando los planetas jugaban una competencia de demolición con los restos que quedaban de la creación planetaria, dispersando gravitatoriamente a muchos objetos por todo el espacio.

Concepción artística de Fomalhaut con su disco y planeta perturbador.Crédito: David Hardy

Algo de este material congelado debe haber chocado con los planetas interiores, irrigándolos con el agua formada en la región más fría del sistema solar exterior. Otros trozos deben haber viajado hacia fuera, formando el Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort, una nube esférica de material que rodea a nuestro sistema solar.

Únicamente el Hubble posee la resolución óptica exquisita como para mostrar que el borde interior de anillo es más definido que su borde externo, un signo indicado de que un objeto está barriendo gravitatoriamente hacia fuera el material, en forma similar a la de una barredora de nieve que limpia una calle.

Otra indicación clásica de influencia planetaria es la relativa delgadez del anillo, de unos 3.750 millones de kilómetros (25 unidades astronómicas). Sin un objeto que mantuviera intacto gravitatoriamente al material del anillo, dicen los científicos, las partículas se expandirían por una región mucho mayor.

“Lo que vemos en el anillo es similar a lo visto en las imágenes de Cassini de los anillos angostos de Saturno. En esas imágenes, las lunas de Saturno “pastorean” al material de los anillos e impiden que éste se disperse”, dijo Kalas.

El supuesto planeta podría estar orbitando lejos de Fomalhaut, dentro del borde interior del anillo, a una distancia de entre 7.500 a 10.500 millones de kilómetros (50 a 70 unidades astronómicas) de la estrella. El anillo se encuentra a 19.950 millones de kilómetros (133 unidades astronómicas) de Fomalhaut, es decir mucho más lejos de lo que Plutón se encuentra del Sol. Estas observaciones del Hubble no muestran directamente al planeta, de modo que los astrónomos no pueden medir su masa. En su lugar, llevarán a cabo simulaciones computacionales de la dinámica del anillo para estimar la masa del planeta.

Kalas y sus colaboradores James R. Graham de la Universidad de California en Berkeley y Mark Clampin del Centro Goddard de Vuelo Espacial de la NASA en Greenbelt, Maryland, publicarán sus hallazgos en el número del 23 de Junio de la revista Nature.

Fomalhaut y su anillo vistos en longitudes de onda del infrarrojo y de radio. Crédito: Spitzer

Fomalhaut (del árabe “boca del pez”, se pronuncia como “fomaló”), una estrella blanco azulada tipo A2, más grande y brillante que nuestro Sol y de 200 millones de años de edad, es apenas una infante comparada con los 4.500 millones de años de edad de nuestra estrella materna. Se encuentra a unos 25 años luz de nosotros, y es la estrella Alfa de la constelación de Piscis Australis (el Pez Austral).

El anillo de Fomalhaut es diez veces más antiguo que los discos vistos anteriormente en las estrellas AU Microscopii y Beta Pictoris, donde es posible que se estén formando planetas todavía. Si nuestro sistema solar sirve de ejemplo, los planetas deberían haberse formado en Fomalhaut dentro de las primeras decenas de millones de años luego del nacimiento de la estrella.

Las imágenes del Hubble muestran también un atisbo de la región planetaria exterior que rodea a una estrella que no sea nuestro Sol. Muchos de los más de 150 planetas detectados en otros sistemas orbitan muy cerca de sus estrellas. La mayoría de las técnicas actuales de detección planetaria favorecen el hallazgo de planetas que están próximos a sus primarias.

“El tamaño del anillo de polvo de Fomalhaut sugiere que no todos los sistemas planetarios se forman y evolucionan de la misma manera; las arquitecturas planetarias pueden variar mucho de estrella a estrella”, explicó Kalas. “Si bien el anillo de Fomalhaut es análogo a nuestro Cinturón de Kuiper, su diámetro es cuatro veces mayor”.

Los astrónomos utilizaron el coronógrafo de la Cámara Avanzada para Inspecciones (ACS, por sus siglas en inglés) a bordo del Hubble para bloquear la luz de la brillante estrella de modo de poder observar los detalles del tenue anillo.

Telescopio Espacial Hubble. Crédito: NASA / ESA

“El coronógrafo de ACS ofrece un alto contraste, lo que nos permite ver la estructura del anillo contra el extremadamente brillante resplandor de Fomalhaut”, dijo Clampin. “Esta observación es imposible de lograr en la actualidad sin el Telescopio Espacial Hubble. El hecho de que fuéramos capaces de detectarla con el Hubble fue algo inesperado e impresionante”.

Kalas y sus colaboradores utilizaron al Hubble durante un período de cinco meses en 2004 (17 de mayo, 2 de agosto y 27 de octubre) para cartografiar la estructura del anillo. Uno de sus lados quedó sin fotografiar puesto que se extiende más allá del campo de visión de ACS. Este verano boreal los astrónomos volverán a utilizar al Hubble para fotografiar al anillo entero. Esperan que los datos adicionales del Hubble revelen si el anillo tiene o no separaciones que pudieran haber sido causadas por la influencia gravitatoria del planeta invisible. Las exposiciones más profundas y prolongadas podrían mostrar también si el anillo es más ancho que lo visto hasta ahora. Además, los astrónomos medirán los colores del anillo para determinar sus propiedades físicas, e incluso su composición.

Los mapas de emisión termal previos de Fomalhaut mostraban que un lado del anillo es más caliente que el otro, lo que implicaba que el desplazamiento era la mitad de lo medido por el Hubble. Esta diferencia podría ser explicada por el hecho de que las imágenes del Hubble son 100 veces más nítidas que las observaciones en longitudes de onda más largas y, por lo tanto, proporcionan un resultado mucho más acertado. O quizás la discrepancia podría significar que el anillo luce diferente en longitudes de onda diferentes.

El anillo de polvo de Fomalhaut fue descubierto en 1983 por observaciones realizadas con el Satélite Astronómico Infrarrojo (IRAS) de la NASA. El sistema es un blanco atractivo para los telescopios futuros tales como el Telescopio Espacial James Webb y el Buscador de Planetas Terrestres, dijo Kalas.

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Web Site: Universe Today
Artículo: “Extrasolar Planet Reshapes Ring Around a Star ”
Fecha: Junio 22, 2005
Enlace con el artículo original en inglés

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Traducido y ampliado para Astroseti.org por Heber Rizzo Baladán

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