miércoles, 10 de abril de 2013

Descubren por primera vez un sistema planetario y un disco de escombros alrededor de una estrella "jubilada"

Kappa Coronae Borealis.Credito: ESA/Bonsor et al (2013)
El telescopio espacial Herschel, de la ESA, ha proporcionado las primeras imágenes de un cinturón de polvo y escombros producido por continúas colisiones entre los asteroides y cometas que orbitan en torno a una estrella subgigante conocida por los astrofísicos por albergar un sistema planetario.

Después de miles de millones de años quemando hidrógeno de manera constante en sus núcleos, las estrella como el Sol agotan esta reserva de material, comenzando entonces a quemar el resto de elementos que albergan en su interior. Cuando esto sucede,  la estrella comienza ha hincharse hasta convertirse en lo que se denomina una estrella subgigante, que más tarde, acabará convirtiéndose en una gigante roja.

Los científicos esperaban que durante la etapa de estrella subgigante, los planetas, asteroides y cometas que orbitaran alrededor de estos cuerpos "jubilados" sobrevivieran, pero para demostrarlo es necesario realizar observaciones y analizar los datos aportados por los diferentes instrumentos. Uno de los métodos empleados por los científicos es precisamente ver lo qué ocurre en los discos de polvo que rodean a las estrellas.

Gracias a la capacidad de Herschel para observar en las longitudes de onda del infrarrojo, los astrónomos han sido capaces de observar alrededor de la estrella Kappa Coronas Borealis (Kappa CrB, o Kappa Cor Bor) un disco de restos polvorientos.

La estrella posee 1,5 masas solares, y cuenta con una edad de 2,5 mil millones de años, encontrándose a unos 100 años luz de distancia.



Observaciones desde la Tierra permitieron descubrir alrededor de esta estrella un planeta gigante con el doble de la masa de Júpiter orbitando a una distancia de su astro equivalente a la del Cinturón de Asteroides en nuestro Sistema Solar. También se sospecha de la existencia de un segundo planeta, pero todavía no se ha podido determinar su masa.


Los datos aportados por Herschel nos presentan una visión poco común de la vida de los sistemas planetarios que orbitan en torno a estrellas subgigantes, permitiendo el estudio de las características de sus planetas y sus discos de polvo.

"Este es el primer planeta y el primer disco de escombros que hemos localizado alrededor de una estrella subgigante", comenta
Amy Bonsor, del Instituto de Planetología y Astrofísica de Grenoble, y autora principal del estudio.

 "El disco ha logrado sobrevivir toda la vida de la estrella sin ser destruido. Esto difiere de lo que ha ocurrido en nuestro Sistema Solar, donde la mayor parte de los escombros se disiparon en el Bombardeo Intenso Tardío, ocurrido unos 600 millones de años después de la formación del Sol".

El equipo de la Dra. Bonsor se ha valido de modelos para proponer tres posibles configuraciones para el disco y los planetas
de Kappa Cor Bor, ajustándose a las observaciones de Herschel.
Ilustración de Kappa Coronae Borealis.
El primer modelo tiene sólo un cinturón de polvo continuo que se extiende desde los 20 a los 220 UA de la estrella (donde 1 UA, o unidad astronómica, es la distancia entre la Tierra y el Sol).
En comparación, el disco de restos helados de nuestro Sistema Solar - conocido como el Cinturón de Kuiper - abarca una gama más estrecha de distancias, entre 30-50 UA del Sol.
En este modelo, uno de los planetas orbita a una distancia de más de 7 UA de la estrella, y su influencia gravitacional puede esculpir el borde interior del disco.
Una variante de este modelo indica que el disco se agita por la influencia gravitatoria de ambos planetas, mezclándolo de manera que la tasa de producción de polvo en el disco aumenta en un área situada alrededor de 70-80 UA de la estrella.
En otro interesante escenario, el disco de polvo se divide en dos bandas estrechas, centradas en 40 UA y  165 UA, respectivamente. En este caso, el planeta más externo podría orbitar entre las dos bandas haciendo posible que su masa sea superior a la de un planeta masivo, es decir, se abre la posibilidad de que pueda tratarse de una enana marrón subestelar, orbitando  entre 7 y 70 UA de la primera banda.

"Se trata de un sistema misterioso e intrigante: ¿hay un planeta o incluso dos planetas esculpiendo un disco ancho, o existe en el sistema una compañera enana marrón que  ha dividido el disco en dos?", dice la Dra. Bonsor.
Como este es el primer ejemplo conocido de una estrella subgigante con planetas y un disco de escombros descubierto, hará falta descubrir más casos para determinar si Kappa Cor Bor es inusual o no.
Gracias a la sensibilidad de Herschel en el infrarrojo lejano, ya tenemos indicios de la existencia de otras estrellas subgigantes que poseen discos de polvo. Así, los científicos ya se preparan para dar respuesta a estas preguntas.



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