El HUBBLE y el WEBB de la NASA sondean un disco sorprendentemente suave alrededor de VEGA
En la película de 1997 "Contact", adaptada de la novela de Carl Sagan de 1985, el personaje principal, la científica Ellie Arroway (interpretada por la actriz Jodi Foster) emprende un viaje en un agujero de gusano construido por alienígenas espaciales hasta la estrella Vega. Emerge dentro de una tormenta de nieve de escombros que rodea a la estrella, pero no se ven planetas obvios.
Parece que los cineastas acertaron.
Un equipo de astrónomos de la Universidad de Arizona, Tucson, utilizó los telescopios espaciales Hubble y James Webb de la NASA para obtener una mirada en profundidad sin precedentes al disco de escombros de casi 100.000 millones de millas de diámetro que rodea a Vega. "Entre los telescopios Hubble y Webb, se obtiene una vista muy clara de Vega. Es un sistema misterioso porque es diferente a otros discos circunestelares que hemos observado", dijo Andras Gáspár, de la Universidad de Arizona, miembro del equipo de investigación. "El disco Vega es suave, ridículamente suave".
La gran sorpresa para el equipo de investigación es que no hay evidencia obvia de que uno o más planetas grandes atraviesen el disco frontal como tractores de nieve. "Nos está haciendo repensar el rango y la variedad entre los sistemas de exoplanetas", dijo Kate Su, de la Universidad de Arizona, autora principal del artículo que presenta los hallazgos de Webb.
Webb ve el resplandor infrarrojo de un disco de partículas del tamaño de la arena que se arremolina alrededor de la estrella azul-blanca que es 40 veces más brillante que nuestro Sol. El Hubble captura un halo exterior de este disco, con partículas no más grandes que la consistencia del humo que reflejan la luz de las estrellas.
La distribución del polvo en el disco de escombros de Vega se estratifica porque la presión de la luz de las estrellas empuja los granos más pequeños más rápido que los granos más grandes. "Diferentes tipos de física localizarán partículas de diferentes tamaños en diferentes lugares", dijo Schuyler Wolff, del equipo de la Universidad de Arizona, autor principal del artículo que presenta los hallazgos del Hubble. "El hecho de que estemos viendo tamaños de partículas de polvo clasificados puede ayudarnos a comprender la dinámica subyacente en los discos circunestelares".
El disco de Vega tiene una brecha sutil, alrededor de 60 UA (unidades astronómicas) de la estrella (el doble de la distancia de Neptuno al Sol), pero por lo demás es muy suave hasta que se pierde en el resplandor de la estrella. Esto demuestra que no hay planetas con al menos la masa de Neptuno circulando en órbitas grandes, como en nuestro sistema solar, dicen los investigadores.
"Estamos viendo en detalle cuánta variedad hay entre los discos circunestelares, y cómo esa variedad está ligada a los sistemas planetarios subyacentes. Estamos descubriendo mucho sobre los sistemas planetarios, incluso cuando no podemos ver lo que podrían ser planetas ocultos", agregó Su. "Todavía hay muchas incógnitas en el proceso de formación de planetas, y creo que estas nuevas observaciones de Vega van a ayudar a restringir los modelos de formación de planetas".
Diversidad de discos
Las estrellas recién formadas acumulan material a partir de un disco de polvo y gas que es el remanente aplanado de la nube a partir de la cual se están formando. A mediados de la década de 1990, el Hubble encontró discos alrededor de muchas estrellas recién formadas. Los discos son probablemente sitios de formación de planetas, migración y, a veces, destrucción. Las estrellas completamente maduras como Vega tienen discos polvorientos enriquecidos por las continuas colisiones entre asteroides en órbita y escombros de cometas que se evaporan. Estos son cuerpos primordiales que pueden sobrevivir hasta la edad actual de 450 millones de años de Vega (nuestro Sol es aproximadamente diez veces más antiguo que Vega). El polvo dentro de nuestro sistema solar (visto como la luz zodiacal) también es repuesto por cuerpos menores que expulsan polvo a una velocidad de aproximadamente 10 toneladas por segundo. Este polvo es empujado por los planetas. Esto proporciona una estrategia para detectar planetas alrededor de otras estrellas sin verlos directamente, simplemente presenciando los efectos que tienen en el polvo.
"Vega sigue siendo inusual", dijo Wolff. "La arquitectura del sistema Vega es marcadamente diferente de nuestro propio sistema solar, donde planetas gigantes como Júpiter y Saturno evitan que el polvo se extienda como lo hace con Vega".
A modo de comparación, hay una estrella cercana, Fomalhaut, que tiene aproximadamente la misma distancia, edad y temperatura que Vega. Pero la arquitectura circunestelar de Fomalhaut es muy diferente de la de Vega. Fomalhaut tiene tres cinturones de escombros anidados.
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El #Hubble y el #Webb de la #NASA sondean un disco sorprendentemente suave alrededor de Vega
Se sugiere que los planetas pastorean cuerpos alrededor de Fomalhaut que constriñen gravitacionalmente el polvo en anillos, aunque aún no se han identificado planetas positivamente. "Dada la similitud física entre las estrellas de Vega y Fomalhaut, ¿por qué Fomalhaut parece haber sido capaz de formar planetas y Vega no?", dijo George Rieke, de la Universidad de Arizona, miembro del equipo de investigación. "¿Cuál es la diferencia? ¿Fue el entorno circunestelar, o la estrella misma, la que creó esa diferencia? Lo que es desconcertante es que la misma física está funcionando en ambos", agregó Wolff.
Primera pista sobre posibles astilleros de construcción planetaria
Ubicada en la constelación de verano de Lira, Vega es una de las estrellas más brillantes del cielo del norte. Vega es legendaria porque ofreció la primera evidencia de material que orbita una estrella, presumiblemente el material para hacer planetas, como posibles moradas de vida. Esta fue la primera hipótesis de Immanuel Kant en 1775. Pero pasaron más de 200 años antes de que se recopilara la primera evidencia observacional en 1984. Un desconcertante exceso de luz infrarroja procedente del polvo caliente fue detectado por el IRAS (Satélite de Astronomía Infrarroja) de la NASA. Se interpretó como una capa o disco de polvo que se extendía dos veces el radio orbital de Plutón desde la estrella.
En 2005, el telescopio espacial infrarrojo Spitzer de la NASA trazó un mapa un anillo de polvo alrededor de Vega. Esto fue confirmado por observaciones utilizando telescopios submilimétricos, incluyendo el Observatorio Submilimétrico de Caltech en Mauna Kea, Hawái, y también el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile, y el Telescopio Espacial Herschel de la ESA (Agencia Espacial Europea), pero ninguno de estos telescopios pudo ver muchos detalles. "Las observaciones del Hubble y Webb juntas proporcionan muchos más detalles que nos están diciendo algo completamente nuevo sobre el sistema Vega que nadie sabía antes", dijo Rieke.
Dos papeles del equipo de Arizona se publicará en El Diario Astrofísico.
El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio científico espacial del mundo. Webb está resolviendo misterios en nuestro sistema solar, mirando más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y sondeando las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA junto a sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la CSA (Agencia Espacial Canadiense).
El Telescopio Espacial Hubble ha estado operando durante más de tres décadas y continúa haciendo descubrimientos revolucionarios que dan forma a nuestra comprensión fundamental del universo. Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio y las operaciones de la misión. Lockheed Martin Space, con sede en Denver, Colorado, también apoya las operaciones de la misión en Goddard. El Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, que es operado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, lleva a cabo operaciones científicas del Hubble para la NASA.