El polvo interplanetario y la búsqueda de exoplanetas

Quizá sepas que, entre las estrellas, en el medio interestelar, encontramos polvo y gas. Pequeñas partículas que no pertenecen a ningún sistema estelar. Dentro de ellos, encontramos algo parecido, el polvo interplanetario. Puede ser un factor a la hora de impedirnos encontrar exoplanetas distantes…

La luz zodiacal del polvo interplanetario

El polvo interplanetario y la búsqueda de exoplanetas

Luz zodiacal.
Crédito: Malcol

En las horas posteriores al atardecer, en la primavera, y el amanecer, en otoño, se puede observar la luz zodiacal. Solo es visible en condiciones muy específicas. Necesitamos estar lejos de la contaminación lumínica. La Luna, además, no debe estar en el firmamento. Porque esta luz es tan tenue que el brillo de cualquiera de esos dos factores la vuelve completamente invisible. Esa luz zodiacal es el resultado del polvo interplanetario.

Son las pequeñas partículas de polvo y gas que hay en el espacio que separa los planetas que componen el Sistema Solar. En las condiciones apropiadas, es posible observarlo. E, incluso, confundirlo con la luz de alguna ciudad lejana. Pero, ¿qué estamos observando cuando vemos la luz zodiacal? Es la luz del Sol reflejada en esas partículas de polvo y gas que se encuentran en el mismo plano del Sistema Solar.

Es visible en primavera y otoño porque esos son los momentos del año en los que el ecuador de nuestro planeta está alineado con el del sistema. Cabe suponer que otras estrellas tendrán sus propias nubes de polvo interplanetario. El telescopio espacial Spitzer, por ejemplo, nos permitió identificar un sistema. La estrella HD 69830 podría tener una nube de polvo muy densa. Seguramente producida por colisiones dentro de su sistema. No se ha detectado planetas a su alrededor.

El inconveniente del polvo interplanetario

Este concepto artístico muestra el aspecto del cielo nocturno de un hipotético planeta alrededor de HD 69830. Tiene un cinturón de asteroides 25 veces más masivo que el nuestro y una luz zodiacal mucho más intensa, que oscurece incluso la galaxia.
Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Ese polvo interplanetario (o interestelar si hablamos del que hay entre las estrellas de la galaxia) es problemático. Habitualmente, lo mencionamos al hablar de las naves que podríamos construir y que viajen a un porcentaje significativo de la velocidad de la luz. Es el caso del proyecto Breakthrough Starshot. El polvo interplanetario tiene una complicación añadida. Afecta a cómo vemos los exoplanetas. Especialmente los que estén en la zona habitable.

Imaginemos una luz zodiacal que fuese mil veces más brillante que la que vemos aquí. Tan brillante que oscurezca incluso a la Vía Láctea. ¿Qué impacto tendría una luz así para los astrónomos? Podemos sospechar que sería serio, pero, ¿cuánto exactamente? Eso es lo que un grupo de investigadores ha intentado determinar en un nuevo estudio. Nos permite comprender, por ejemplo, la dificultad de encontrar planetas en torno a ciertas estrellas.

En él, se intenta determinar cuánto polvo interplanetario podría impedir que podamos detectar planetas en torno a esa estrella. Es algo que puede resultar útil para los telescopios que se diseñen en el futuro. En este caso, se han examinado las 30 estrellas más cercanas. Los primeros resultados parecen bastante positivos. En las estrellas observadas, su luz zodiacal es 15 veces menor que la que tenemos en la zona habitable del Sistema Solar.

Problemático a grandes escalas

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

Pero los planetas que estén en zonas con luz zodiacal muy intensa pueden ser problemáticos. Epsilon Eridani es un sistema interesante por su proximidad al Sol. Está a solo 10,5 años-luz, muy cerca en la escala astronómica. Además, es muy parecida a nuestra estrella. Así que es un objetivo que en teoría parecería atractivo. Sin embargo, los investigadores han concluido que tiene tanto polvo interplanetario que no podríamos identificar un planeta como la Tierra a su alrededor.

Aun así, Epsilon Eridani es interesante porque permite estudiar el proceso de formación de planetas, entre otros motivos. Durante años se ha afirmado que podría tener un planeta a su alrededor. Sin embargo, su detección es complicada y se ha puesto en duda. Si lo hubiese, algo que no parece tener muchos apoyos, se trataría de un planeta con una masa similar a Júpiter, entre un 60% y un 155% de su tamaño. Con una órbita de 6,8 a 7,3 años.

El estudio, en cualquier caso, es una muestra de que todavía se está empezando a estudiar la distribución del polvo interplanetario. Algo que nos puede permitir deducir la posibilidad de que haya planetas en un sistema estelar. El modelo estándar es que el polvo interplanetario se forma durante las colisiones entre asteroides. Ese polvo se acerca a la estrella y es esparcido por todo el sistema…

El intrigante caso de Vega

Recreación artística de un objeto del Cinturón de Kuiper.
Crédito: NASA, ESA, y G. Bacon

Un resultado llamativo es el de Vega. Los astrónomos saben desde hace tiempo que la estrella tiene un gran cinturón de polvo interplanetario frío. Viene a ser el equivalente del Cinturón de Kuiper en el caso de Vega. También tiene un disco de polvo caliente cerca de la estrella. Pero no se ha descubierto polvo templado, algo que sí se ha visto en el Sistema Solar. Ese polvo es el que estaría en la zona habitable.

Así que los investigadores se preguntan cuál podría ser el mecanismo que hace que no haya polvo interplanetario en esa región. Su ausencia, en sus palabras, podría ser la señal de que hay un planeta muy masivo. Su gravedad podría ser la responsable de mantener esa región limpia. También podrían ser varios planetas rocosos con una masa similar a la de la Tierra. Otras estrellas, por su parte, han mostrado resultados diferentes.

En lugar de tener esos cinturones de polvo interplanetario lejanos y cercanos, tienen grandes cantidades de polvo interplanetario en la zona habitable. En esos casos, su presencia podría deberse a un cinturón masivo de asteroides en el que las colisiones sean muy frecuentes. De esas 30 estrellas analizadas, se ha detectado, por ahora, polvo interplanetario en la zona habitable de cuatro.

La dificultad para ver planetas en la zona habitable

Comparación entre la zona habitable del sistema Kepler-22 y el Sistema Solar.
Crédito: NASA/Ames/JPL-Caltech

Dos de esas estrellas, también, son astros en los que hasta ahora no se había detectado polvo a su alrededor. Aunque esto puede explicarse si tenemos en cuenta que los instrumentos que están utilizando son de cinco a diez veces más sensibles. En las próximas búsquedas de exoplanetas, los investigadores sugieren ampliar el análisis a estrellas más lejanas. Tienen claro que cuanto mejor sepamos cuánto polvo interplanetario hay en un sistema, mejor.

La idea es, como mínimo, interesante. Sin embargo no hay que perder la perspectiva. De hecho, el propio estudio lo demuestra. En la mayoría de estrellas más cercanas, la cantidad de polvo entre planetas es inferior a la que vemos aquí. Así que no parece que pueda ser un factor que nos vaya a impedir descubrir planetas rocosos en otros sistemas. Sí que sirve, por otra parte, para mantener la incógnita en algunos casos.

Es decir, si en torno a una estrella no se ha encontrado planetas, pero se sabe que tiene una nube densa de polvo, es posible que sea simplemente esa nube lo que nos impide detectarla. Sea como fuere, el estudio resulta interesante para valorar otros factores importantes a la hora de buscar planetas en la zona habitable de otros astros. Todo nos lleva al mismo lugar: comprender mejor cuáles son los mejores objetivos en los que centrar nuestra atención para intentar encontrar vida en otros lugares.

El estudio es S. Ertel, D. Defrère, P. Hinz et al; “The HOSTS survey – Exozodiacal dust measurements for 30 stars”. Publicado en la revista Astrophysical Journal el 17 de abril de 2018. Puede ser consultado en arXiv.

Referencias: Centauri Dreams

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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