Un impacto de cometa cada cinco minutos

La estrella Beta Pictoris es la segunda estrella más brillante de la constelación del Caballete del Pintor, una constelación visible desde el hemisferio Sur. La distancia que nos separa de esa estrella es relativamente corta, unos 99 años luz, y es visible a simple vista. Además, se conoce la existencia de un planeta orbitando a una distancia de 1200 millones de Km., esto es, 8 veces la distancia Tierra-Sol.

Esta estrella es el arquetipo de sistema planetario joven ya que todavía posee parte del disco protoplanetario a partir de cuál se formó y un disco de escombros rodeando la estrella. Estos discos son conocidos como "discos de debris", producto de colisiones en cascada de las rocas que orbitan a la estrella.

Imagen compuesta del entorno cercano a la estrella Beta Pictoris en el rango del infrarrojo cercano. La parte externa de la imagen muestra la luz reflejada en el polvo del disco y la parte interior es la parte más interna del sistema. Créditos: ESO/A. M. Lagrange et al.

Imagen representando el movimiento del exoplaneta Beta Pictoris b. Para obtener esta imagen, el equipo de astrónomos usó el instrumento NAOS-CONICA (conocido como NACO), instalado en uno de los telescopios unitarios del VLT de ESO. Créditos: ESO / A. M. Lagrange.

El conjunto de telescopios ALMA (Atacama Large Millimeter-submillimeter Array) en el ESO (Observatorio Europeo Austral) ha indagado en la nube que rodea la estrella y ha observado que está impregnada de monóxido de carbono (CO), un gas letal para el ser humano pero muy abundante en la Tierra primitiva, por lo que el exopleneta Beta Pictoris b podría ser un buen candidato para albergar alguna forma de vida tal y como la conocemos en nuestro planeta.

Dado que el planeta podría estar sometido a un intenso bombardeo de cometas y éstos están compuestos fundamentalmente por hielo de monóxido de carbono, dióxido de carbono, amoníaco y metano, mezclados con una gran cantidad de polvo y hielo de agua, podrían proporcionar los componentes requeridos para que la vida aparezca.

Mapa de la constelación de Pictor donde se marca la estrella Beta Pictoris con un círculo rojo. Créditos: ESO/IAU and Sky & Telescope.

La descomposición del CO

¿Sabéis qué ocurre con el monóxido de carbono cuando es irradiado por la luz de una estrella? Se descompone rápidamente. Astronómicamente hablando, debería durar un suspiro de unos 100 años. La pregunta ahora es esta: si el disco de Beta Pictoris tiene 20 millones de años, ¿de dónde procede el monóxido de carbono y por qué existen grandes cantidades de este gas?

La respuesta la tiene Bill Dent, astrónomo de ESO en el JAO (Joint ALMA Office) en Santiago de Chile (Chile). “A menos que estemos viendo a Beta Pictoris pasando por un momento muy inusual, el monóxido de carbono debe estar siendo repuesto de manera continua”. Dent es el autor principal del artículo publicado el pasado 6 de marzo en la revista Science. “La fuente más abundante de monóxido de carbono en un sistema solas joven son las colisiones entre cuerpos helados, desde cometas hasta objetos mayores, de tamaño planetario”, añade.

Impresión artística que ilustra los numerosos impactos que han producido las ingentes cantidades de monóxido de carbono que hacen que su cantidad se mantenga constante. Créditos: NASA's Goddard Space Flight Center/F. Reddy.

Pero el monóxido de carbono se destruye a un ritmo extremadamente alto, por lo tanto, la conclusión parece clara: “Para obtener la cantidad de monóxido de carbono que estamos observando, el ritmo de colisiones debería ser verdaderamente sorprendente: una colisión de un cometa de gran tamaño cada cinco minutos”, explica Aki Roberge, astrónomo del Goddard Research Center de la NASA en  Greenbelt (Estados Unidos) y coautor del artículo. “Para alcanzar este número de colisiones, debería tratarse de un enjambre de cometas muy juntos y muy masivo”, añade Roberge.

Una cosa más

Pero eso no es todo, ya que ALMA no sólo descubrió el monóxido de carbono. Con los datos obtenidos también se ha realizado un mapa de su ubicación en el disco gracias a la capacidad de ALMA de medir de manera simultánea tanto la posición como la velocidad, descubriendo que el gas se encuentra concentrado en una zona muy determinada. Esta concentración se encuentra a 13.000 millones de kilómetros de su estrella, tres veces la distancia de Neptuno al Sol. El porqué de esta posición tan específica es todavía un misterio.

Imagen captada por ALMA del monóxido de carbono que rodea la estrella Beta Pictoris (arriba) con su proyección (abajo) donde se puede apreciar la gran concentración de gas en los alrededores. Para comparar, las órbitas del Sistema Solar se muestran a escala. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) y Goddard Space Flight Center (NASA)/F. Reddy.

“Esta aglomeración es una clave importante para lo que está ocurriendo en las zonas exteriores de este joven sistema planetario”, afirma Mark Wyatt, astrónomo de la University of Cambridge (Reino Unido) y coautor del artículo. Según Wyatt existen dos formas de crear esa concentración anómala de monóxido de carbono. “O bien la fuerza gravitatoria de un planeta aún no visto, similar en masa a Saturno, está concentrando las colisiones de cometas en un área pequeña, o bien lo que vemos son los remanentes de una única y catastrófica colisión entre dos planetas helados de la masa de Marte”.

Sea cual se la explicación, cualquiera de las dos apunta al optimismo, ya que es posible que haya más planetas alrededor de Beta Pictoris esperando ser descubiertos. “El monóxido de Carbono es sólo el principio: puede haber otras moléculas pre-orgánicas más complejas liberadas por esos cuerpos helados”, añade Roberge.

Cuando ALMA esté al 100% de su funcionamiento volverá a analizar esta estrella y será entonces cuando, con total seguridad, nos sorprenda con nuevos resultados de planetas alrededor de la estrella, así como los posibles componentes orgánicos que existen en su entorno más próximo.

Esta investigación se ha presentado en un artículo titulado “Molecular Gas Clumps from the Destruction of Icy Bodies in the β Pictoris Debris Disk” que aparece en la revista Science del 6 de marzo de 2014.

El equipo está compuesto por W.R.F. Dent (Oficina Conjunta de ALMA, Santiago, Chile [JAO]), M.C. Wyatt (Instituto de Astronomía, Cambridge, Reino Unido [IoA]), A. Roberge (Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, Greenbank, USA), J.-C. Augereau (Instituto de Planetología y Astrofísica de Grenoble, Francia [IPAG]), S. Casassus (Universidad de Chile, Santiago, Chile), S. Corder (JAO), J.S. Greaves (Universidad de Andrews, Reino Unido), I. de Gregorio-Monsalvo (JAO), A. Hales (JAO), A.P.Jackson (IoA), A. Meredith Hughes (Universidad de Wesleyan, Middletown, EE.UU.), A.-M. Lagrange (IPAG), B. Matthews (Consejo Nacional de Investigación de Canadá, Victoria, Canadá) y D. Wilner (Observatorio de Astrofísica Smithsonian, Cambridge, EE.UU.).

Fuente:
El choque de cometas explica la sorprendente presencia de aglomeraciones de gas alrededor de una estrella joven.
Crashing comets explain surprise gas clump around young star (Versión original).

Referencias:
Exoplanet caught on the move
Beta Pictoris planet finally imaged?

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