ALMA descubre polvo frío alrededor de la estrella más cercana.

Disco de polvo alrededor de Próxima Centauri.

Imagen de autor de una estrella con un disco de escombros alrededor.

Esta ilustración muestra qué aspecto podrían tener los cinturones de polvo recién descubiertos alrededor de Próxima Centauri, la estrella más cercana al Sistema Solar. Observaciones de ALMA han revelado el resplandor procedente de polvo frío en una región cercana a Próxima Centauri, que se encuentra a una distancia equivalente a entre una y cuatro veces la que separa a la Tierra del Sol. Los datos también insinúan la presencia de un cinturón de polvo externo incluso más frío que puede indicar la presencia de un complejo sistema planetario. Estas estructuras son similares a los cinturones mucho más grandes del Sistema Solar y también se espera que estén formadas de partículas de roca y hielo que no lograron formar planetas. Este esquema no está a escala: para hacer visible a Próxima b con claridad se ha mostrado el planeta más lejos de la estrella y a mayor tamaño de lo que es en realidad. 

Crédito: 
ESO/M. Kornmesser.

ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array.

El Observatorio ALMA, en Chile, ha detectado polvo alrededor de Próxima Centauri, la estrella más cercana al Sistema Solar. Estas nuevas observaciones revelan el resplandor procedente de polvo frío en una región cercana a Próxima Centauri, que se encuentra a una distancia equivalente entre una y cuatro veces la que separa a la Tierra del Sol. Los datos también insinúan la presencia de un cinturón de polvo externo incluso más frío que puede indicar la presencia de un complejo sistema planetario. Estas estructuras son similares a los cinturones mucho más grandes del Sistema Solar y también se espera que estén formadas por partículas de roca y hielo que no lograron formar planetas.

Próxima Centauri es la estrella más cercana al Sol. Es una débil enana roja que se encuentra a tan solo cuatro años luz, en la constelación meridional de Centaurus (el Centauro). Es orbitada por Próxima b, un planeta templado del tamaño de la Tierra descubierto en el año 2016 que es, además, el planeta más cercano al Sistema Solar. Pero en este sistema hay algo más que un solo planeta. Nuevas observaciones de ALMA revelan la emisión de nubes de frío polvo cósmico que rodean a la estrella.

Sistema estelar Alfa Centauri.

En esta imagen del cielo que rodea a la brillante estrella Alfa Centauri AB también vemos a Próxima Centauri, una estrella enana roja mucho más débil, que además es la estrella más cercana al Sistema Solar. El montaje fue creado a partir de imágenes que forman parte del sondeo Digitized Sky Survey 2. El halo azul alrededor de Alfa Centauri AB es un efecto del proceso fotográfico, en realidad la estrella es de color amarillo pálido, como el Sol. 

Crédito: 
Digitized Sky Survey 2 | Reconocimiento: Davide De Martin/Mahdi Zamani

El estudio.

El autor principal del nuevo estudio, Guillem Anglada [1], del Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), Granada (España), explica la importancia de este hallazgo: “El polvo alrededor de Próxima es importante porque, tras el descubrimiento del planeta terrestre Próxima b, es el primer indicio de la presencia de un complejo sistema planetario (formado por más de un único planeta) alrededor de la estrella más cercana a nuestro Sol”.

Los cinturones de polvo son los restos del material que no se incorporó a cuerpos de mayor tamaño, como pueden ser los planetas. Las partículas de roca y hielo en estos cinturones varían en tamaño: desde el más diminuto grano de polvo, más pequeño que un milímetro, hasta cuerpos tipo asteroide con muchos kilómetros de diámetro [2].

El polvo parece encontrarse en un cinturón que se extiende a unos pocos cientos de millones de kilómetros de Próxima Centauri y tiene una masa total de, aproximadamente, una centésima parte de la masa de la Tierra. Se estima que este cinturón tiene una temperatura de unos –230 grados centígrados, la misma que la del Cinturón de Kuiper en el Sistema Solar exterior.

En los datos de ALMA también hay pistas que apuntan a la presencia de otro posible cinturón de polvo, incluso más frío, unas diez veces más lejos. De confirmarse, la naturaleza de un cinturón exterior resultaría intrigante, dado su entorno muy frío lejos de una estrella que es más fría y más débil que el Sol. Ambos cinturones están mucho más lejos de Próxima Centauri que el planeta Próxima b, que orbita a sólo 4 millones de kilómetros de su estrella [3].

La ubicación de Próxima Centauri en los cielos australes.

Esta imagen combina una visión de los cielos del sur sobre el Telescopio de 3,6 metros de ESO, en el Observatorio La Silla (Chile), con imágenes de las estrellas Próxima Centauri (abajo a la derecha) y la estrella doble Alfa Centauri AB (abajo a la izquierda) tomadas con el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA. Próxima Centauri es la estrella más cercana al Sistema Solar y tiene en órbita al planeta Próxima b, que fue descubierto usando el instrumento HARPS, instalado en el Telescopio de 3,6 metros de ESO. 

Crédito: 
Y. Beletsky (LCO)/ESO/ESA/NASA/M. Zamani

Guillem Anglada explica las implicaciones del descubrimiento: “Este resultado sugiere que Próxima Centauri puede tener un sistema múltiple de planetas con una rica historia de interacciones que dieron lugar a la formación de un cinturón de polvo. Estudios más profundos podrían proporcionar información para localizar la ubicación de planetas adicionales que todavía no han sido identificados”.

Conocer el entorno polvoriento que rodea al sistema planetario de Próxima Centauri es esencial para la planificación de una futura misión que pretende explorar directamente el sistema con microsondas conectadas a velas impulsadas por láser (proyecto Starshot).

El coautor Pedro Amado, del Instituto de Astrofísica de Andalucía, explica que esta observación es sólo el comienzo: “Estos primeros resultados muestran que ALMA puede detectar estructuras de polvo en órbita alrededor de Próxima, y nuevas observaciones nos darán más detalles del sistema planetario de esta estrella. Combinándolas con el estudio de discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes, podremos desvelar  muchos de los detalles de los procesos que condujeron a la formación de la Tierra y del Sistema Solar hace unos 4600 millones años. ¡Lo que estamos viendo ahora es sólo una pequeña parte de lo que está por venir!”.

Notas.

[1] En una coincidencia cósmica, el autor principal del estudio, Guillem Anglada, comparte su nombre con el astrónomo que dirigió el equipo que descubrió Próxima Centauri b, Guillem Anglada-Escudé, coautor del artículo científico en el que se publica esta investigación (aunque no son parientes).

[2] Próxima Centauri es una estrella vieja, de edad similar a la del Sistema Solar. Probablemente, los cinturones de polvo a su alrededor son similares al polvo residual del cinturón de Kuiper y el cinturón de asteroides del Sistema Solar y al polvo que crea la luz Zodiacal. Las imágenes obtenidas por ALMA de los espectaculares discos que rodean a estrellas mucho más jóvenes, como HL Tauri, contienen mucho más material que está en proceso de formar planetas.

[3] De confirmarse la forma aparente del débil cinturón externo daría a los astrónomos una manera de calcular la inclinación del sistema planetario de Próxima Centauri. Parece elíptica debido a la inclinación de lo que se supone que es en realidad un anillo circular. Esto, a su vez, permitiría una mejor determinación de la masa del planeta Próxima b, del cual actualmente solo se conoce su límite inferior.

Información adicional.

Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico titulado “ALMA Discovery of Dust Belts Around Proxima Centauri”, por Guillem Anglada et al., y aparece en la revista Astrophysical Journal Letters, artículo científico.

El equipo está formado por Guillem Anglada (Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), Granada, España [IAA-CSIC]); Pedro J. Amado (IAA-CSIC); Jose L. Ortiz (IAA-CSIC); José F. Gómez (IAA-CSIC); Enrique Macías (Universidad de Boston, Massachusetts, EE.UU.); Antxon Alberdi (IAA-CSIC); Mayra Osorio (IAA-CSIC); José L. Gómez (IAA-CSIC); Itziar de Gregorio-Monsalvo (ESO, Santiago, Chile; Observatorio Conjunto de ALMA, Santiago, Chile); Miguel A. Pérez-Torres (IAA-CSIC; Universidad de Zaragoza, Zaragoza, España); Guillem Anglada-Escudé (Universidad Queen Mary de Londres, Londres, Reino Unido); Zaira M. Berdiñas (Universidad de Chile, Santiago, Chile; IAA-CSIC); James S. Jenkins (Universidad de Chile, Santiago, Chile); Izaskun Jiménez-Serra (Universidad Queen Mary de Londres, Londres, Reino Unido); Luisa M. Lara (IAA-CSIC); María J. López-González (IAA-CSIC); Manuel López-Puertas (IAA-CSIC); Nicolás Morales (IAA-CSIC); Ignasi Ribas (Institut de Ciències de l’Espai (IEEC-CSIC), Bellaterra, España); Anita M. S. Richards (JBCA, Universidad de Manchester, Manchester, Reino Unido); Cristina Rodríguez-López (IAA-CSIC) y Eloy Rodríguez (IAA-CSIC).

Antenas ALMA.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia de Taiwán (NSC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

Publicado en ALMA y ESO el 3 de noviembre de 2.017.