Un grupo de astrónomos ha utilizado el telescopio James Webb para observar el entorno de la estrella Fomalhaut. Aunque buscaban estudiar su cinturón de asteroides, lo cierto es que han observado muchos más detalles. Es algo que resulta extremadamente interesante…
El extraordinario entorno de la estrella Fomalhaut
Un equipo de astrónomos ha utilizado el telescopio James Webb, de la NASA, para observar el polvo templado alrededor de la joven estrella Fomalhaut. El objetivo era estudiar el primer cinturón de asteroides, detectado fuera del Sistema Solar, en el espectro infrarrojo. Pero se han sorprendido al ver que las estructuras polvorientas son mucho más complejas que el cinturón de asteroides y el cinturón de Kuiper de nuestro sistema. En total, hay tres cinturones anidados, que se extienden hasta unos 23 000 millones de kilómetros de la estrella.
Es, aproximadamente, 150 veces la distancia media entre la Tierra y el Sol (150 unidades astronómicas). La escala del cinturón más exterior es aproximadamente el doble que la del cinturón de Kuiper, compuesto por pequeños objetos y polvo frío, más allá de la órbita de Neptuno. Los cinturones interiores (que no habían sido vistos hasta ahora) han sido descubiertos por primera vez por el telescopio James Webb. Los cinturones rodean a la estrella, que puede ser vista a simple vista como la más brillante en la constelación Piscis Austrinus (Pez del sur), del hemisferio sur.
Estos cinturones de polvo son los restos de las colisiones de objetos más grandes, comparables a asteroides y cometas. A menudo, se describen como discos de restos. Así, András Gáspár, de la Universidad de Arizona, en Tucson, y autor jefe del estudio en el que se describen estos resultados, explica que Fomalhaut es arquetipo de los discos de restos presentes en otros lugares de la Vía Láctea. Tiene componentes, añade, que son similares a los que vemos en nuestro propio sistema planetario. Es algo que puede resultar muy útil.
Una estrella observada por muchos telescopios
Al fijarse en los patrones de esos cinturones, explica Gáspár, es posible comenzar a crear un boceto de qué aspecto tiene un sistema planetario, si se pudiese tomar una imagen tan profunda como para observar sus posibles planetas. Los telescopios espaciales Hubble y Herschel, así como el radiotelescopio ALMA, ya habían tomado anteriormente imágenes muy detalladas del cinturón más externo. Sin embargo, ninguno había logrado detectar estructura interior alguna. Los cinturones internos han sido vistos por Webb, en infrarrojo, por primera vez.
Schuyler Wolff, del mismo equipo que Gáspár, explica que Webb destaca al ser capaz de observar físicamente el brillo térmico del polvo de esas regiones internas. Así se pueden ver cinturones internos que, hasta ahora, eran indetectables. Hubble, ALMA y Webb se están asociando para mostrar una visión global del disco de restos alrededor de diferentes estrellas. Con Hubble y ALMA, explica Wolff, han sido capaces de observar diferentes análogos del cinturón de Kuiper. Han aprendido mucho sobre cómo evolucionan (y se forman) los discos externos.
Sin embargo, necesitan a Webb para poder observar alrededor de una docena de cinturones de asteroides en otros lugares. Con él, pueden aprender tanto sobre las regiones internas y templadas de estos discos como Hubble y ALMA han hecho con las regiones más frías. Estos cinturones, con toda probabilidad, han sido esculpidos por las fuerzas gravitacionales de planetas todavía no observados. De manera parecida, en nuestro sistema, Júpiter mantiene el cinturón de asteroides en orden. El borde interno del cinturón de Kuiper está moldeado por Neptuno…
Las particularidades del entorno de Fomalhaut
El borde exterior, igualmente, podría estar moldeado por objetos masivos todavía no descubiertos. A medida que Webb observe más sistemas, se aprenderá mucho más sobre la configuración de sus respectivos planetas. El anillo de polvo de Fomalhaut fue descubierto en 1983, en observaciones realizadas por el Infrared Astronomical Satellite (IRAS) de la NASA. La existencia del cinturón se ha deducido, también, de anteriores observaciones con telescopios en Mauna Kea, Hawái, el telescopio Spitzer y el Observatorio Submilímetro de Caltech.
Los cinturones en torno a Fomalhaut son una especie de rompecabezas. Los investigadores se preguntan dónde están los planetas. Se lo pregunta George Rieke, miembro del equipo y jefe científico del instrumento MIRI, con el que se han realizado las observaciones. Cree que no es descabellado suponer que Fomalhaut tiene un sistema planetario muy interesante a su alrededor. En ese sentido, Wolff explica que no esperaban encontrarse una estructura más compleja, con ese segundo cinturón intermedio y el cinturón de asteroides más ancho.
La estructura resulta muy interesante porque, cuando se ve un hueco en un disco, podría deberse a la presencia de un planeta que esté moldeándolo. Webb también ha observado lo que Gáspár llama la gran nube de polvo. Algo que podría ser indicio de una colisión, en el cinturón exterior, entre dos objetos protoplanetarios. Es algo diferente al planeta que se creyó haber visto, en el cinturón externo, en 2008 con la ayuda del telescopio Hubble. En 2014, con su misma ayuda, se observó que ese objeto se había desvanecido. Ya no estaba allí.
Un disco protoplanetario en torno a Fomalhaut
Una explicación plausible es que esa gran nube, al igual que la anterior, sea una nube en expansión de partículas de polvo muy finas, producto de los dos objetos congelados que colisionaron entre sí. La idea de que una estrella tenga un disco protoplanetario a su alrededor se remonta a finales del siglo XVIII, cuando los astrónomos Immanuel Kant y Pierre-Simon Laplace desarrollaron, de manera independiente, la teoría de que el Sol y los planetas se formaron a partir de una nube de gas en rotación, que colapsó y se acható por la gravedad.
Los discos de restos se forman posteriormente, tras la formación de planetas y dispersión del gas primordial en los sistemas. Esto muestra que los objetos pequeños, como los asteroides, chocan catastróficamente y pulverizan sus superficies, generando grandes nubes de polvo y restos. Las observaciones de este polvo proporcionan pistas únicas sobre la estructura de un sistema exoplanetario, afectando incluso a planetas de un tamaño similar al de la Tierra y a los asteroides. Ambos demasiado pequeños para ser vistos de manera individual.
Con esto, es evidente que Fomalhaut sigue siendo un objeto apasionante de estudio. Esta joven estrella está sirviendo para entender mucho mejor cómo es el entorno de las muchas estrellas que componen nuestra galaxia. En los próximos años, sin duda, veremos más estudios centrándose en su entorno. El telescopio Webb, además, con la observación del entorno de otras estrellas, permitirá obtener una imagen muy detallada de las estructuras en torno a diferentes astros y sus respectivos parecidos y diferencias con el Sistema Solar…
Estudio
Los resultados del estudio se publicarán próximamente en la revista Nature Astronomy.
Referencias: NASA
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