Cinturón de asteroides de Fomalhaut.

Webb: primer cinturón de asteroides extrasolar

El primer cinturón de asteroides extrasolar (encontrado fuera del sistema solar) es más complejo de lo esperado, según revelan nuevas observaciones del Telescopio Espacial James Webb (JWST).

Los astrónomos utilizaron JWST para examinar el polvoriento sistema de anillos alrededor de Fomalhaut, una estrella joven y caliente que se encuentra a unos 25 años luz de la Tierra y es visible a simple vista en la constelación de Piscis Austrinu, el Pez del Sur.

El sistema de anillos de Fomalhaut consta de tres cinturones anidados que se extienden alrededor de 23.000 millones de kilómetros, unas 150 veces la distancia entre la Tierra y el Sol.

Qué es un cinturón de asteroides

Un cinturón de asteroides es una región del espacio que contiene una concentración significativa de asteroides, que son pequeños cuerpos rocosos y metálicos que orbitan alrededor de una estrella. Los cinturones de asteroides son remanentes del material que no pudo unirse para formar planetas durante la formación de un Sistema Solar.

El cinturón de asteroides de Fomalhaut es más complejo que el Cinturón de Kuiper, un anillo de cuerpos helados más allá de Neptuno, o el Cinturón Principal de asteroides, que se encuentra entre Júpiter y Marte, según muestran las nuevas observaciones del JWST.

Los cinturones de asteroides son áreas de gran interés, ya que contienen información valiosa sobre la historia y la evolución de un Sistema Solar.

Dos cinturones de asteroides internos nunca antes vistos

Los astrónomos descubrieron una estructura polvorienta alrededor de Fomalhaut en 1983, empleando el satélite astronómico infrarrojo de la NASA. Sin embargo, los dos cinturones de asteroides internos de este sistema nunca se habían visto antes de esta observación con el JWST.

Cinturón de asteroides de Fomalhaut.
Cinturón de asteroides de Fomalhaut.

Se cree que los cinturones de polvo alrededor de la estrella joven son desechos de colisiones entre cuerpos más grandes como asteroides y cometas y, por lo tanto, se los conoce como «discos de desechos».

Estos discos son diferentes a los discos protoplanetarios, que contienen material que luego se une para formar planetas. Los discos de escombros se forman más tarde, después de que los planetas estén en su lugar.

«Describiría a Fomalhaut como el arquetipo de los discos de polvo 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, autor principal de un estudio que anuncia los nuevos resultados, dijo en un comunicado (se abre en una pestaña nueva).

«Al observar los patrones en estos anillos, podemos comenzar a hacer un pequeño boceto de cómo debería ser un sistema planetario,  si pudiéramos tomar una imagen lo suficientemente profunda para ver los planetas sospechosos», agregó Gáspár.

Hubble, ALMA y Webb

El cinturón más externo de Fomalhaut, que es dos veces más grande que el Cinturón de Kuiper, ha sido fotografiado previamente por el Telescopio Espacial Hubble, el Observatorio Espacial Herschel y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) con base en tierra. Sin embargo, ninguno de esos instrumentos pudo ver la estructura interior dentro del cinturón exterior.

«Donde el JWST realmente sobresale es que podemos resolver físicamente el brillo térmico del polvo en esas regiones internas. Así que puedes ver cinturones internos que nunca antes pudimos ver», dijo el miembro del equipo de estudio Schuyler Wolff, también de la Universidad de Arizona, en el mismo comunicado.

En el futuro, los astrónomos esperan obtener imágenes de discos de escombros como el de Fomalhaut alrededor de otras estrellas utilizando JWST.

«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», continuó Wolff.

«Pero necesitamos el JWST para permitirnos 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 exteriores más frías».

Posibles protoplanetas en formación

Al igual que Júpiter domina el cinturón principal de asteroides y Neptuno esculpe el cinturón de Kuiper, los astrónomos creen que los discos de escombros fuera del sistema solar pueden estar formados por planetas invisibles. Eso significa que bien puede haber un planeta o dos al acecho en los anillos alrededor de Fomalhaut.

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

Un rasgo característico ya detectado por JWST en los anillos puede indicar la presencia de protoplanetas en formación. El equipo vio lo que Gáspár denominó «la gran nube de polvo», que puede apuntar a una colisión en el anillo exterior de Fomalhaut entre dos planetas jóvenes «en construcción».

Por lo tanto, este rasgo característico podría ser una nube en expansión de partículas de polvo muy finas de dos cuerpos helados que chocaron entre sí.

El Hubble detectó una característica similar en el mismo anillo en 2008: Se había disipado cuando el telescopio espacial volvió a examinar el sistema de anillos en 2014, dijeron los investigadores.

Sistemas planetarios extrasolares

Investigaciones más profundas de más sistemas como Fomalhaut con JWST podrían revelar cómo se mueven los planetas a través de estos discos planos.

Mientras tanto, observar la nube de polvo en sí podría revelar detalles sobre la estructura de los sistemas planetarios distintos al nuestro.

Esto incluye descubrir cómo son sus asteroides, que son demasiado pequeños para verlos incluso con instrumentos poderosos como JWST o Hubble, y si son similares a las rocas espaciales que giran alrededor de nuestra estrella y sus planetas.

Fuente: James Webb Space Telescope snaps amazing photo of alien asteroid belt

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