El telescopio Hubble y Webb de la NASA descubre un disco liso alrededor de Vega
En la película de 1997 "Contacto", adaptada de la novela de Carl Sagan de 1985, la protagonista, la científica Ellie Arroway (interpretada por la actriz Jodi Foster), emprende un viaje a través de un agujero de gusano construido por extraterrestres hasta la estrella Vega. Emerge dentro de una tormenta de nieve de escombros que rodea la estrella, pero no se ven planetas evidentes.
Parece que los realizadores acertaron.
Un equipo de astrónomos de la Universidad de Arizona en Tucson utilizó los telescopios espaciales Hubble y James Webb de la NASA para realizar una observación en profundidad sin precedentes del disco de escombros de casi 160.000 millones de kilómetros de diámetro que rodea a Vega. "Entre los telescopios Hubble y Webb, se obtiene esta visión muy clara de Vega. Es un sistema misterioso porque no se parece a otros discos circunstelares que hemos observado", dijo Andras Gáspár de la Universidad de Arizona, miembro del equipo de investigación. "El disco de Vega es liso, ridículamente liso".
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| [izquierda] Imagen en falso color del Telescopio Espacial Hubble de un disco de polvo de 160.000 millones de kilómetros de ancho alrededor de la estrella de verano Vega. El Hubble detecta la luz reflejada del polvo, que tiene el tamaño de partículas de humo, en gran parte en un halo en la periferia del disco. El disco es muy liso y no tiene evidencia de planetas grandes incrustados. La mancha negra en el centro bloquea el resplandor brillante de la joven estrella caliente. [derecha] El telescopio espacial James Webb detecta el brillo del polvo cálido en un halo de disco, a 37.000 millones de kilómetros de distancia. El disco exterior (análogo al cinturón de Kuiper del sistema solar) se extiende desde 11.000 millones de kilómetros hasta 24.000 millones de kilómetros. El disco interior se extiende desde el borde interior del disco exterior hasta las proximidades de la estrella. Hay una notable caída en el brillo de la superficie del disco interior desde aproximadamente 6.500 millones de kilómetros hasta 11.700 millones de kilómetros. La mancha negra en el centro se debe a la falta de datos de saturación. Créditos: Imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, S. Wolff (Universidad de Arizona), K. Su (Universidad de Arizona), A. Gáspár (Universidad de Arizona) |
La gran sorpresa para el equipo de investigación es que no hay evidencia obvia de que uno o más planetas grandes estén atravesando el disco frontal como si fueran tractores quitanieves. "Esto nos hace repensar la variedad y el alcance de los sistemas de exoplanetas", dijo Kate Su, de la Universidad de Arizona, autora principal del artículo que presenta los hallazgos del Webb.
Webb ve el resplandor infrarrojo de un disco de partículas del tamaño de arena que gira 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 está estratificada porque la presión de la luz estelar expulsa los granos más pequeños más rápido que los granos más grandes. "Distintos 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 que los tamaños de las partículas de polvo están ordenados puede ayudarnos a comprender la dinámica subyacente en los discos circunstelares".
El disco de Vega tiene un pequeño hueco, a unas 60 UA (unidades astronómicas) de la estrella (el doble de la distancia de Neptuno al Sol), pero por lo demás es muy liso hasta que se pierde en el resplandor de la estrella. Esto demuestra que no hay planetas de al menos la masa de Neptuno circulando en órbitas grandes, como en nuestro sistema solar, dicen los investigadores.
"Estamos observando en detalle cuánta variedad hay entre los discos circunestelares y cómo esa variedad está vinculada a los sistemas planetarios subyacentes. Estamos descubriendo mucho sobre los sistemas planetarios, incluso cuando no podemos ver lo que podrían ser planetas ocultos", añadió Su. "Todavía hay muchas incógnitas en el proceso de formación planetaria, y creo que estas nuevas observaciones de Vega ayudarán a limitar los modelos de formación planetaria".
Diversidad de discos
Las estrellas recién formadas acumulan material de un disco de polvo y gas que es el resto 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 lugares de formación, migración y, a veces, destrucción de planetas. Las estrellas completamente maduras como Vega tienen discos de polvo enriquecidos por las colisiones continuas de "autos de choque" 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 viejo que Vega). El polvo dentro de nuestro sistema solar (visto como la luz zodiacal) también se repone 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, solo presenciando los efectos que tienen sobre el polvo.
"Vega sigue siendo inusual", dijo Wolff. "La arquitectura del sistema Vega es marcadamente diferente de la de nuestro propio sistema solar, donde planetas gigantes como Júpiter y Saturno impiden que el polvo se esparza como ocurre en Vega".
A modo de comparación, hay una estrella cercana, Fomalhaut, que se encuentra aproximadamente a la misma distancia, edad y temperatura que Vega. Pero la arquitectura circunestelar de Fomalhaut es muy diferente a la de Vega. Fomalhaut tiene tres cinturones de escombros anidados.
Se ha sugerido que los planetas son cuerpos pastores alrededor de Fomalhaut que comprimen gravitacionalmente el polvo en anillos, aunque todavía no se ha identificado ningún planeta con certeza. "Dada la similitud física entre las estrellas de Vega y Fomalhaut, ¿por qué Fomalhaut parece haber sido capaz de formar planetas y Vega no?", se pregunta George Rieke, miembro del equipo de investigación de la Universidad de Arizona. "¿Cuál es la diferencia? ¿El entorno circunestelar o la propia estrella crearon esa diferencia? Lo que resulta desconcertante es que en ambas está en juego la misma física", añade Wolff.
Primera pista sobre posibles patios de construcción planetarios
Ubicada en la constelación estival de Lyra, Vega es una de las estrellas más brillantes del cielo del norte. Vega es legendaria porque ofreció la primera evidencia de material orbitando alrededor de una estrella (presumiblemente el material para formar planetas) como posible morada de la vida. Esta hipótesis fue formulada por primera vez por Immanuel Kant en 1775. Pero pasaron más de 200 años antes de que se obtuviera la primera evidencia observacional en 1984. Un desconcertante exceso de luz infrarroja proveniente del polvo cálido 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 anillo de polvo alrededor de Vega . Esto se confirmó con observaciones realizadas con telescopios submilimétricos, entre ellos el Observatorio Submilimétrico de Caltech en Mauna Kea, Hawai, y también con 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 captar muchos detalles. "Las observaciones del Hubble y el Webb juntas proporcionan tantos más detalles que nos están diciendo algo completamente nuevo sobre el sistema Vega que nadie sabía antes", dijo Rieke.
Dos artículos del equipo de Arizona se publicarán en The Astrophysical Journal.
El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo. Webb resuelve misterios en nuestro sistema solar, observa más allá de los mundos distantes alrededor de otras estrellas y explora las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la CSA (Agencia Espacial Canadiense).
El telescopio espacial Hubble ha estado en funcionamiento durante más de tres décadas y continúa realizando 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 Científico 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.
Contacto con los medios
Instituto Científico del Telescopio Espacial Ray Villard , Baltimore, Maryland
Instituto Científico del Telescopio Espacial Christine Pulliam, Baltimore, Maryland
Enlaces y documentos relacionados
- Artículo científico: El artículo científico de Schuyler Wolff et al. (en arXiv.org), PDF (3,38 MB)
- Artículo científico: El artículo científico de Kate Su et al. (en arXiv.org), PDF (20,47 MB)
- El portal del Hubble de la NASA
- Comunicado de prensa de la Universidad de Arizona
Publicado en Webb Space Telescope el 1 de noviembre del 2024, enlace publicación.
