Por primera vez, los astrónomos han obtenido imágenes de docenas de cinturones alrededor de estrellas cercanas donde orbitan cometas y pequeñas piedras en su interior.
Este resultado revela regiones alrededor de 74 estrellas que abarcan un amplio rango de edades, desde las recientemente formadas hasta otras con miles de millones de años de antigüedad, lo que demuestra cómo los cometas desempeñan un papel en la formación de estrellas y sistemas planetarios. El estudio se publica en la revista Astronomy & Astrophysics.
Para encontrar evidencia de cometas fuera de nuestro sistema solar (llamados «exocometas»), los astrónomos recurrieron a dos instalaciones que detectan bandas particulares de ondas de radio. Debido al tamaño del polvo y las rocas en estos cinturones, este tipo de luz es particularmente buena para encontrar y obtener imágenes de estas estructuras.
El Submillimeter Array (SMA) es un conjunto de ocho antenas de radiotelescopios cerca de la cima de Maunakea en Hawái, que es operado por el Observatorio Astrofísico Smithsoniano como parte del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA). El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) es un conjunto de 66 antenas situado en el desierto de Atacama, en el norte de Chile.
Un programa conjunto entre SMA y ALMA, denominado REASONS (REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars), marca un hito importante en el estudio de los cinturones exocometarios, ya que sus imágenes y análisis posteriores revelan dónde se encuentran los guijarros y los exocometas.
En estas regiones, hace tanto frío (entre -250 y -150 grados Celsius) que la mayoría de los compuestos, incluida el agua, están congelados en forma de hielo en estos exocometas. Por lo tanto, los astrofísicos están observando dónde se encuentran los depósitos de hielo de los sistemas planetarios.
«Los exocometas son bloques de roca y hielo, de al menos un kilómetro de tamaño, que se estrellan entre sí dentro de estos cinturones para producir los guijarros que observamos aquí con los conjuntos de telescopios ALMA y SMA», dijo Luca Matrà del Trinity College de Dublín en Irlanda, y anteriormente becario postdoctoral del Submillimere Array en el CfA, quien dirigió el estudio. «Los cinturones exocometarios se encuentran en al menos el 20% de los sistemas planetarios, incluido nuestro propio sistema solar».
El cinturón de Kuiper es un ejemplo de cinturón de cometas en nuestro propio sistema solar. Ubicado mucho más allá de la órbita de Plutón, algunos científicos creen que el cinturón de Kuiper es la fuente de agua para el sistema solar interior donde se encuentra la Tierra, entregada a través de cometas hace miles de millones de años.
La nueva galería muestra una notable diversidad de estructura en los cinturones. Algunos son anillos estrechos, mientras que otros son más anchos y podrían clasificarse más como «discos» que como «cinturones».
Además, algunos de los 74 sistemas de exocometas tienen múltiples anillos o discos y algunos de ellos son «excéntricos», es decir, no tienen una órbita circular sino más bien ovalada. Esto proporciona evidencia de que aún existen planetas o quizás lunas indetectables y su gravedad afecta la distribución de los guijarros en estos sistemas.
«Los conjuntos de datos como ALMA y SMA utilizados en este trabajo son herramientas extraordinarias que continúan brindándonos nuevos e increíbles conocimientos sobre el universo y su funcionamiento», dijo el astrofísico del Smithsonian David Wilner, coautor del CfA. «El sondeo REASONS requirió un gran esfuerzo comunitario y tiene un valor legado increíble, con múltiples vías potenciales para futuras investigaciones».
El conjunto de datos REASONS de propiedades de cinturones y sistemas planetarios permitirá estudios del nacimiento y evolución de estos cinturones, así como observaciones de seguimiento en todo el rango de longitudes de onda, desde el JWST hasta la próxima generación de Telescopios Extremadamente Grandes y los próximos planes de ALMA para profundizar aún más en los detalles de estos cinturones.
Con información de Astronomy and Astrophysics
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