En las últimas décadas, hemos encontrado miles de exoplanetas extrasolares más allá del sistema solar. Pero no sabíamos nada de exocometas… hasta ahora. Un grupo de astrónomos cree haber detectado los primeros cometas en torno a otras estrellas.

Exocometas detectados por el telescopio Kepler

Concepto artístico de exocometas en el sistema KIC 3542116.
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Concepto artístico de exocometas en el sistema KIC 3542116.
Crédito: Danielle Futselaar

El método de tránsito es, como quizá sepas, uno de los más utilizados para descubrir exoplanetas. El método consiste en medir las caídas de luminosidad del brillo de una estrella. Es el resultado del paso de un planeta por delante de la estrella en relación a nuestra perspectiva. Plantea varias dificultades. Por ejemplo, el paso de un planeta como Júpiter puede provocar una caída de brillo de tan solo un 1%.

Pero con el tiempo nuestro sistema es cada vez más sensible. Ahora, un grupo de astrónomos profesionales y aficionados, han publicado un estudio en el que han detectado algo mucho más pequeño que palanetas alrededor de una estrella distante. Concretamente, se han observado seis exocometas alrededor de la estrella KIC 3542116, una estrella de tipo espectral F2V localizada a 800 años-luz de la Tierra.

Estos cometas son, como quizá hayas supuesto, los objetos más pequeños que se han detectado hasta la fecha usando el método de transito. Es decir, hemos avanzado mucho para poder detectar algo que oscurece mucho menos que un planeta gigante al pasar por delante de una estrella. Presumiblemente, este método solo va a seguir mejorando en los próximos años pero por ahora, centrémonos en los exocometas.

Qué sabemos de los exocometas

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Concepto artístico de un enjambre de cometas alrededor de una estrella.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Estos cometas son bolas de hielo y polvo, con un tamaño probablemente similar al del cometa Halley. Es decir, alrededor de unos 11 kilómetros de diámetro. Fueron observados viajando a una velocidad de unos 160.000 km/h antes de evaporarse. Los investigadores fueron capaces de detectarlos por sus colas. Como quizá sepas, son nubes de polvo y gas que se forman cuando los cometas se acercan mucho a su estrella y el material se sublima (pasa de hielo a gas directamente).

No es una observación sencilla de realizar. Las colas de los cometas oscurecen solo la décima parte de un 1% de la luz de la estrella. Pero pone en relieve la capacidad del método de tránsito para permitirnos analizar sistemas y objetos muy distantes. A fin de cuentas, se ha detectado algo muchísimo más pequeño que un planeta como la Tierra. Todo por el simple hecho de emitir muchos restos al espacio.

El mayor parte del crédito de este descubrimiento corresponde a Thomas Jacobs. Es un astrónomo aficionado afincado en Washington, que participa en el proyecto Planet Hunters. Se trata de un proyecto creado por la Universidad de Yale, formado por astrónomos aficionados que dedican su tiempo a la búsqueda de exoplanetas. Los miembros del proyecto tienen acceso a los datos del telescopio espacial Kepler, que pueden analizar en busca de cosas que el algoritmo de un ordenador podría haber pasado por alto.

Repasando los datos de Kepler

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Concepto artístico del sistema Epsilon Eridani. Se muestra Epsilon Eridani b (un planeta de masa similar a Júpiter), cinturones de asteroides y cometas.
Crédito: NASA/SOFIA/Lynette Cook

En enero de 2017, Jacobs comenzó a analizar los datos de cuatro años de observación del telescopio, en su misión principal. Durante esta fase, que tuvo lugar entre 2009 y 2013, el telescopio Kepler analizó 200.000 estrellas y realizo mediciones de sus curvas de luz. Tras varios meses de análisis, Jacobs se encontró con varios patrones de luz que parecían curiosos. Estaban presentes en medio del ruido procedente de la estrella KIC 3542116.

El astrónomo aficionado estaba buscando señales de tránsitos individuales. Estos no son como los que provocan el paso de un planeta (que son periódicos). Al revisar los datos de KIC 3542116, descubrió tres tránsitos únicos. Después, avisó a dos astrónomos profesionales, para alertarles sobre lo que había observado. Ya había trabajado con ellos en el pasado y necesitaba conocer su opinión sobre esos datos.

Aquí ya entran en escena los astrónomos profesionales. Según cuenta, interpretar los datos fue muy desafiante, pero valió la pena. Las curvas de luz no se correspondían con las que se producen cuando hay un tránsito de un planeta, que muestran una brusca caída de luz, seguida de un brusco aumento. Estas curvas, en su lugar, eran asimétricas, y se parecían a las de planetas desintegrados, algo que ya habían observado en el pasado.

Una hallazgo intrigante

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Recreación artística del telescopio Kepler.
Crédito: NASA

Durante un mes, los astrónomos no supieron muy bien qué hacer. Los datos no encajaban con los de un tránsito de un planeta. Sin embargo, eventualmente, cayeron en la cuenta de que sí se parecía a algo que era mucho más conocido. El único tipo de objeto que puede mostrar ese patrón y no repetirse tiene que ser uno que es destruido al final. El único que encaja, y que tiene poca masa, permitiendo su destrucción, es un cometa.

Gracias a diferentes cálculos, comprobaron que cada cometa bloqueaba una décima parte del 1% de la luz de una estrella. Así que los investigadores llegaron a la conclusión de que, probablemente, el cometa se desintegró por completo. En su lugar, quedó un rastro de polvo que fue capaz de bloquear la luz de la estrella durante varios meses hasta que, finalmente, desapareció. Tras repetir las observaciones, vieron que había tres tránsitos más, en ese mismo tiempo, muy similares a los vistos por Jacobs.

Haber encontrado seis exocometas tiene implicaciones bastante interesante. Parece que pasaron muy cerca de su estrella, en esos cuatro años de observación del telescopio Kepler. Por lo que nos lleva a hacernos preguntas que pueden tener un cierto impacto en la investigación extrasolar. No solo eso, también podría ayudarnos a comprender mucho mejor la naturaleza de nuestro propio Sistema Solar.

El papel de los cometas y asteroides

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Representación artística de la Tierra durante el Bombardeo Intenso Tardío, que tuvo lugar hace unos 4.100 millones de años.
Crédito: Julian Baum/Take 27 Ltd

Así que estos exocometas nos llevan a varias preguntas… ¿Cuántos cometas de este estilo hay en las partes interiores de otros sistemas estelares? ¿Lo que se ha observado es un episodio de bombardeo intenso de ese sistema? En nuestro sistema Solar, hubo un período, poco después de su formación, al que conocemos como el Bombardeo Intenso Tardío. Se cree que pudo traer el agua a la Tierra.

El estudio de exocometas podría ayudarnos a comprender mejor cómo funcionan los bombardeos. Así como determinar con qué frecuencia suceden en otros sistemas estelares. En el nuestro, tuvo lugar hace entre 4.100 y 3.800 millones de años. Durante ese tiempo, los asteroides y cometas golpearon, de manera regular, los objetos del Sistema Solar interior. La mayoría de cráteres de la Luna, por ejemplo, son de ese período.

KIC 3542116 pertenece a la clase espectral F2v. Es decir, es una enana blancoamarillenta. Suelen tener entre 1 y 1,4 veces la masa del Sol, y son brillantes. Como se trata de una estrella con un tamaño y masa similar a la nuestra, es posible que este período de bombardeo que podría estar experimentando sea similar a lo que le sucedió al Sistema Solar. Estudiarlo, por tanto, podría ayudarnos a comprender cómo influyó en la evolución de nuestro Sistema Solar.

La importancia de los astrónomos aficionados

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Concepto artístico de una tormenta de cometas alrededor de una estrella cercana al Sistema Solar.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

El estudio no es solo tremendamente importante por su aportación a la astrofísica y la astronomía. Estamos, probablemente, ante la primera detección de exocometas. Pero no hay que olvidar, también, que demuestra la importancia de los astrónomos aficionados. Si no fuese por el trabajo incesante de personas como Jacobs, que analizan los datos del telescopio Kepler durante su tiempo libre, este descubrimiento no habría sido posible.

Según los astrónomos profesionales que han participado en este mismo estudio, hay muchas cosas que son detectadas por los astrónomos aficionados. A fin de cuenta, un ordenador no tiene la misma capacidad de reconocer patrones en los datos que el ojo humano. Los algoritmos que se usan son muy robustos, pero no infalibles. Ahora, por ejemplo, sí es posible crear un algoritmo que pueda detectar el paso de exocometas.

Pero en las búsquedas realizadas hasta la fecha, ningún ordenador los ha detectado, simplemente porque no se sabía qué es lo que debían buscar los algoritmos. Probablemente, como cuentan los investigadores, este descubrimiento nunca habría sido encontrado por un algoritmo. En el futuro, el papel de los astrónomos aficionados seguirá siendo muy importante. En el horizonte ya se perfila TESS, un nuevo satélite que seguirá las investigaciones realizadas por el telescopio Kepler. Queda mucho por hacer (y descubrir).

El estudio es S. Rappaport, A. Vanderburg, T. Jacobs et al; «Likely Transiting Exocomets Detected by Kepler», publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Puede ser consultado en arXiv.

Referencias: Universe Today