Una estrella joven y un sistema planetario en formación en las cercanías de casa.

En esta representación artística, unos anillos de escombros rodean a Beta Pictoris. Las colisiones entre las piezas crean el polvo que los astrónomos divisan por su emisión termal infrarroja. Arriba, a la izquierda, se ve un planeta lejano. Crédito: Courtesy Nature / ISAS / JAXA Illustrated

Los astrónomos están casi listos para decirlo llanamente: Beta Pictoris tiene un planeta.

De acuerdo a sus estudios, la órbita del nuevo planeta es un 25% más grande que la de Saturno, y su gravedad ha arrastrado objetos más pequeños formando cinturones de manera similar a la que Júpiter utilizó para dar forma al cinturón de asteroides de nuestro sistema solar.

“Probablemente, el sistema de Beta Pic se encuentra en una etapa temprana y violenta, plena de colisiones entre planetesimales, de un joven sistema solar”, escribe un equipo japonés liderado por Yoshiko K. Okamoto de la Universidad de Kitasato, en el número del 7 de octubre de la revista Nature.

Beta Pictoris es una joven estrella blanca de 4ª. magnitud (tipo espectral A3) con una edad estimada de entre 12 a 20 millones de años, y que se encuentra localizada a 63 años luz de distancia en la constelación austral de Pictor (El Pintor, o también El Caballete del Pintor).

En una misión de 10 meses de duración, IRAS fotografió todo el cielo en cuatro canales de banda ancha centrados en 12, 25, 60 y 100 micrones. Crédito: NASA

En 1983, el Satélite Astronómico Infrarrojo Americano-Alemán (IRAS) descubrió un gran disco de gas y polvo a su alrededor. Imágenes subsecuentes del disco revelaron una región relativamente vacía que se extiende hasta unas 80 unidades astronómicas de la estrella central (el doble de la distancia Sol-Plutón), lo que indicaría que allí podría haberse formado ya uno o más planetas.

Con nuevos equipos más sensibles, se ha comenzado a mapear la parte interna del disco de Beta Pic.

El año pasado, Zahed Wahhaj (Universidad de Pennsylvania) y sus colegas publicaron unas imágenes obtenidas con el Telescopio Keck que sugerían la existencia de dos anillos de polvo dentro de la zona vacía de las 80 u.a..

Telescopios Keck I y Keck II. Crédito: Keck Observatory

Ahora, utilizando el espectrómetro de alta resolución de infrarrojo medio del Telescopio Subaru de 8,2 metros, el equipo japonés ha resuelto y analizado la emisión termal del polvo y confirmó los anillos. Además, el grupo descubrió un tercer anillo más interior, y también determinó el tamaño y composición de las partículas de polvo.

Los resultados sugieren fuertemente que un planeta gigante orbita la estrella, a unas 12 u.a. de la misma. La existencia de anillos separados de polvo sugiere que los cuerpos más grandes están también concentrados en los anillos, algo similar al cinturón de asteroides de nuestro sistema solar.

El nuevo y más interior anillo se encuentra a 6,4 u.a. de la estrella, y el siguiente está a unas 16 u.a... Un planeta ubicado a 12 u.a. explicaría la existencia de ambos, opinan los autores. Su período orbital sería el doble del período de los objetos del anillo interior; la misma resonancia que existe entre Júpiter y el borde exterior del cinturón de asteroides. Más aún: un planeta a 12 u.a. estaría en una resonancia de 2:3 con el segundo anillo, exactamente la misma que existe entre Neptuno y el borde interior del Cinturón de Kuiper.

Telescopio Subaru, en la cima del Mauna Kea, Hawai. Crédito: NAOJ

“Es un resultado interesante, logrado gracias a la alta resolución espacial de las observaciones”, dice Sijme-Jan Paardekooper (Observatorio Leiden, Holanda). En un artículo que aparecerá próximamente en Astronomy and Astrophysics Letters, Paardekooper y su colega Garrelt Mellema presentan unas simulaciones computarizadas de la evolución de discos conteniendo planetas insertos en ellos. Por primera vez, trataron a las partículas de polvo separadas del gas. “Los anillos encontrados por el equipo de Okamoto son muy similares a los anillos de nuestras simulaciones”, dice Paardekooper.

Lo que es más interesante, las simulaciones indican que aún un planeta de masa relativamente baja (0,1 la de Júpiter, o 3,2 masas terrestres) puede abrir zonas vacías de resonancia en un disco de polvo. Simulaciones anteriores que asumían que las partículas de polvo serían siempre transportadas junto al gas, indicaban que solamente los planetas con masas iguales a la de Júpiter o mayores, podrían dejar un patrón de resonancia detectable en un disco circum-estelar.

El futuro conjunto de radiotelescopios ALMA en Chajnantor, desierto de Atacama, Chile. Crédito: ESO / NRAO

De acuerdo a Paardekooper y Mellema, esto apunta bien para el futuro observatorio Gran Conjunto Milimétrico de Atacama (ALMA = Atacama Large Millimeter Array) Europeo-Estadounidense, un gigantesco conjunto de telescopios de onda milimétrica en construcción en los Andes, que proporcionará a los astrónomos mapas de alta resolución de los discos de polvo circum-estelares. El primero de los platos de 12 metros de ALMA debería estar funcionando en 2007; el conjunto completo de 64 platos debería estar terminado hacia 2012.

Como vemos al disco de Beta Pictoris casi de canto, es probable que ALMA no llegue a ver directamente a este posible planeta, dice Paardekooper. Sin embargo, dada la existencia de más discos de polvo a mayor distancia de la estrella central, podría haber allí todo un gran y juvenil sistema solar. De hecho, como Wahhaj y su equipo dijeron en 2003, “el sistema de Beta Pic es demasiado complejo como para ser explicado simplemente por la influencia gravitatoria de un único planeta”.

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Web Site: Sky & Telescope
Artículo: “A Planet Found Through Asteroid Belts”
Autor: By Govert Schilling
Fecha: Octubre 14, 2004

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Para Astroseti.org: Heber Rizzo Baladán

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