top of page
astrotelescopios.com

Webb busca el cinturón de asteroides de Fomalhaut y encuentra mucho más

Los astrónomos utilizaron el Telescopio Espacial James Webb de la NASA / ESA / CSA para obtener imágenes del polvo caliente alrededor de una estrella joven cercana, Fomalhaut, con el fin de estudiar el primer cinturón de asteroides jamás visto fuera de nuestro Sistema Solar en luz infrarroja. Pero para su sorpresa, descubrieron que las estructuras polvorientas son mucho más complejas que los cinturones de polvo de asteroides y Kuiper de nuestro Sistema Solar. En general, hay tres cinturones anidados que se extienden a 23 mil millones de kilómetros de la estrella, es decir, 150 veces la distancia de la Tierra al Sol. La escala del cinturón más externo es aproximadamente el doble de la escala del Cinturón de Kuiper de nuestro Sistema Solar de cuerpos pequeños y polvo frío más allá de Neptuno. Los cinturones interiores, que nunca antes se habían visto, fueron revelados por Webb por primera vez.

Los cinturones rodean a la joven estrella caliente, que se puede ver a simple vista como la estrella más brillante de la constelación austral de Piscis Austrinus. Los cinturones polvorientos son los escombros de colisiones de cuerpos más grandes, análogos a los asteroides y cometas, y con frecuencia se describen como “discos de escombros”. “Yo describiría Fomalhaut como el arquetipo de los discos de escombros que se encuentran en otras partes de nuestra galaxia, porque tiene componentes similares a los que tenemos en nuestro propio sistema planetario”, dijo András Gáspár de la Universidad de Arizona en Tucson y autor principal de un nuevo artículo que describe estos resultados. “Al observar los patrones en estos anillos, podemos comenzar a hacer un pequeño bosquejo de cómo debería ser un sistema planetario, si realmente pudiéramos tomar una imagen lo suficientemente profunda como para ver los planetas sospechosos”.

El Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA y el Observatorio Espacial Herschel de la ESA, así como el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), han tomado previamente imágenes nítidas del cinturón más externo. Sin embargo, ninguno de ellos encontró ninguna estructura interior para él. Los cinturones interiores han sido resueltos por primera vez por Webb en luz infrarroja. “Donde Webb realmente sobresale es que somos capaces de resolver físicamente el brillo térmico del polvo en esas regiones internas. Así que puedes ver cinturones internos que nunca pudimos ver antes”, dijo Schuyler Wolff, otro miembro del equipo de la Universidad de Arizona.

Hubble, ALMA y Webb están formando equipos para ensamblar una visión holística de los discos de escombros alrededor de varias estrellas. “Con Hubble y ALMA, pudimos obtener imágenes de un montón de análogos del Cinturón de Kuiper, y hemos aprendido mucho sobre cómo se forman y evolucionan los discos externos”, dijo Wolff. “Pero necesitamos que Webb nos permita obtener imágenes de una docena de cinturones de asteroides en otros lugares. Podemos aprender tanto sobre las regiones cálidas internas de estos discos como Hubble y ALMA nos enseñaron sobre las regiones externas más frías”.

Lo más probable es que estos cinturones estén formados por las fuerzas gravitacionales producidas por planetas invisibles. Del mismo modo, dentro de nuestro Sistema Solar Júpiter acorrala el cinturón de asteroides, el borde interior del Cinturón de Kuiper está esculpido por Neptuno, y el borde exterior podría ser pastoreado por cuerpos aún no vistos más allá de él. A medida que Webb tome imágenes de más sistemas, aprenderemos sobre las configuraciones de sus planetas.

Una imagen etiquetada como Telescopio Espacial James Webb: Fomalhaut. Un óvalo naranja se extiende desde las posiciones de las 7 en punto hasta la 1 en punto. Cuenta con un anillo exterior prominente, un espacio más oscuro, un anillo intermedio, un espacio oscuro más estrecho y un disco interno brillante. A la izquierda, una serie de etiquetas con líneas indican las características individuales. De adentro hacia afuera, son: disco interno, espacio interno, cinturón intermedio, espacio exterior, anillo exterior y halo. En el anillo exterior, aproximadamente en la posición de las 3 en punto, una caja blanca rodea un grupo de material etiquetado como una gran nube de polvo. Dos extracciones en la parte inferior derecha muestran el grupo en azul, usando datos a 23 micras, y naranja, usando datos a 25.5 micras.] Crédito: NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI), A. Gáspár (Universidad de Arizona)

El anillo de polvo de Fomalhaut fue descubierto en 1983 en observaciones realizadas por el Satélite Astronómico Infrarrojo (IRAS) de la NASA. La existencia del anillo también se ha inferido de observaciones anteriores y de longitud de onda más larga utilizando telescopios submilimétricos en Maunakea, Hawai’i, el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y el Observatorio Submilimétrico de Caltech.

“Los cinturones alrededor de Fomalhaut son una especie de novela de misterio: ¿Dónde están los planetas?” dijo George Rieke, otro miembro del equipo y líder científico estadounidense del Instrumento de Infrarrojo Medio de Webb (MIRI), que hizo estas observaciones. “Creo que no es un gran salto decir que probablemente haya un sistema planetario realmente interesante alrededor de la estrella”.

“Definitivamente no esperábamos la estructura más compleja con el segundo cinturón intermedio y luego el cinturón de asteroides más amplio”, agregó Wolff. “Esa estructura es muy emocionante porque cada vez que un astrónomo ve un hueco y anillos en un disco, dicen: ‘¡Podría haber un planeta incrustado dando forma a los anillos!'”.

Webb también imaginó lo que Gáspár llama “la gran nube de polvo”, que puede ser evidencia de una colisión que ocurre en el anillo exterior entre dos cuerpos protoplanetarios. Esta es una característica diferente del supuesto planeta visto por primera vez dentro del anillo exterior por el Hubble en 2008. Las observaciones posteriores del Hubble mostraron que para 2014 el objeto había desaparecido. Una interpretación plausible es que esta característica recién descubierta, como la anterior, es una nube en expansión de partículas de polvo muy finas de dos cuerpos helados que se estrellaron entre sí.

La idea de un disco protoplanetario alrededor de una estrella se remonta a finales de 1700 cuando los astrónomos Immanuel Kant y Pierre-Simon Laplace desarrollaron independientemente la teoría de que el Sol y los planetas se formaron a partir de una nube de gas giratoria que colapsó y se aplanó bajo la gravedad. Los discos de escombros se desarrollan más tarde, después de la formación de planetas y la dispersión del gas primordial en los sistemas. Muestran que pequeños cuerpos como los asteroides están colisionando catastróficamente y pulverizando sus superficies en enormes nubes de polvo y otros escombros. Las observaciones del polvo proporcionan pistas únicas sobre la estructura de un sistema exoplanetario, llegando hasta planetas del tamaño de la Tierra e incluso asteroides, que son demasiado pequeños para verlos individualmente.

“Este resultado tan emocionante destaca el poder único de MIRI para estudiar las estructuras talladas por planetas en las regiones más internas de los discos circunestelares”, agrega Gillian Wright, investigadora principal europea de MIRI y directora del Centro de Tecnología Astronómica del Reino Unido (UKATC).

Los resultados del equipo se publican en la revista Nature Astronomy.

Referencia: NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI), A. Gáspár (Universidad de Arizona)

[Descripción de la imagen de la portada: Un óvalo naranja se extiende desde las posiciones de la 1 en punto hasta las 7 en punto. Cuenta con un anillo exterior prominente, un espacio más oscuro, un anillo intermedio, un espacio oscuro más estrecho y un disco interno brillante. En el centro hay una mancha negra irregular que indica una falta de datos.]

Webb es el telescopio más grande y poderoso jamás lanzado al espacio. En virtud de un acuerdo de colaboración internacional, la ESA proporcionó el servicio de lanzamiento del telescopio, utilizando el vehículo de lanzamiento Ariane 5. Trabajando con socios, la ESA fue responsable del desarrollo y calificación de las adaptaciones de Ariane 5 para la misión Webb y de la adquisición del servicio de lanzamiento por parte de Arianespace. La ESA también proporcionó el espectrógrafo NIRSpec y el 50% del instrumento de infrarrojo medio MIRI, que fue diseñado y construido por un consorcio de institutos europeos financiados a nivel nacional (The MIRI European Consortium) en asociación con JPL y la Universidad de Arizona. Webb es una asociación internacional entre la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).

0 visualizaciones0 comentarios
bottom of page