Los astrónomos han capturado lo que parece ser una instantánea de una colisión masiva de asteroides gigantes en Beta Pictris, un sistema estelar vecino conocido por su corta edad y su turbulenta actividad de formación de planetas.
Las observaciones arrojan luz sobre los procesos volátiles que dan forma a sistemas estelares como el nuestro, proporcionando una visión única de las primeras etapas de la formación de planetas.
“Beta Pictris se encuentra en una época en la que la formación de planetas en la región terrestre todavía continúa a través de colisiones de planetas gigantes, por lo que lo que podemos ver aquí es esencialmente un planeta rocoso”, dijo Christine Chen y cómo se están formando otros cuerpos en tiempo real. “, dijo Christine Chen. Astrónomo de la Universidad Johns Hopkins que dirigió la investigación.
Los conocimientos se presentarán hoy en la 244ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Madison, Wisconsin.
El equipo de Chen comparó nuevos datos del Telescopio Espacial James Webb con las observaciones del Telescopio Espacial Spitzer de 2004 y 2005 y notó cambios significativos en las firmas de energía emitidas por los granos de polvo alrededor de Beta Pictoris. Con las medidas detalladas de Webb, el equipo rastreó las partículas de polvo. Estructura y tamaño en la región exacta analizada previamente por Spitzer.
Centrándose en el calor emitido por los silicatos cristalinos (minerales que se encuentran comúnmente en las estrellas jóvenes, así como en la Tierra y otros cuerpos celestes), los científicos encontraron que no había desaparecido ningún rastro de las partículas vistas anteriormente en 2004-05. Esto sugiere que hubo una colisión catastrófica entre el asteroide y otros objetos hace unos 20 años, convirtiendo los cuerpos en partículas de polvo más pequeñas que el polen o el azúcar en polvo, dijo Chen.
“Creemos que todo ese polvo es lo que vimos inicialmente en los datos del Spitzer de 2004 y 2005”, dijo Chen, quien también es astrónomo en el Instituto Científico del Telescopio Espacial. “Con los nuevos datos de Webb, la mejor explicación que tenemos es que, de hecho, vimos este sistema estelar después de un evento catastrófico inusual entre grandes cuerpos del tamaño de asteroides. Marcó un cambio completo en nuestra comprensión”.
Chen dijo que los nuevos datos mostraban que el polvo que irradiaba desde la estrella central del sistema ya no era detectable. Inicialmente, el polvo cerca de la estrella se calienta y emite radiación térmica detectada por el instrumento Spitzer. Ahora, el polvo enfriado ya no emite estas propiedades térmicas a medida que se aleja de la estrella.
Cuando Spitzer recopiló datos anteriores, los científicos asumieron que algo como triturar cuerpos pequeños sacudiría y llenaría el polvo con el tiempo. Pero las nuevas observaciones de Webb muestran que el polvo desapareció y no fue reemplazado. La cantidad de polvo arrojado es 100.000 veces el tamaño del asteroide que mató a los dinosaurios, dijo Chen.
Beta Pictoris, situada a unos 63 años luz de la Tierra, ha sido durante mucho tiempo un punto focal para los astrónomos debido a su proximidad y a los procesos aleatorios en los que las colisiones, el clima espacial y otros factores de formación de planetas influyen en el destino del sistema.
Con sólo 20 millones de años, en comparación con nuestro sistema solar de 4.500 millones de años, Beta Pictris se encuentra en una edad crítica en la que se han formado planetas gigantes pero los planetas terrestres aún se están desarrollando. Tiene al menos dos gigantes gaseosos conocidos, Beta Pic b y c, que también influyen en el polvo y los escombros circundantes.
“La pregunta que estamos tratando de contextualizar es si todo este proceso de formación de planetas terrestres y gigantes es común o raro, y una pregunta aún más fundamental: ¿Son los planetas como el Sistema Solar? ¿Los sistemas son raros?” dijo el coautor Kaden Worthen, estudiante de doctorado en astrofísica en Johns Hopkins. “Básicamente estamos tratando de entender cuán raros o promedio somos”.
Los nuevos conocimientos también ilustran la capacidad sin precedentes del Telescopio Webb para desentrañar las complejidades de exoplanetas y sistemas estelares, informa el equipo. Ofrecen pistas clave sobre cómo las arquitecturas de otros sistemas solares son similares a la nuestra y probablemente profundizarán la comprensión de los científicos sobre cómo las perturbaciones tempranas afectan las atmósferas planetarias, el contenido de agua y otros aspectos clave de la habitabilidad.
“La mayoría de los descubrimientos del JWST provienen de objetos detectados directamente por el telescopio”, dijo el coautor Cicero Lu, ex estudiante de doctorado en astrofísica de Johns Hopkins. “En este caso, la historia es un poco diferente porque nuestros resultados provienen de lo que JWST no vio”.
Otros autores son Yiwei Chai y Alexis Li de Johns Hopkins. David R. Law, BA Sargent, GC Sloan, Julian H. Gerard, Dan C. Hines, Marshall Perrin y Laurent Pew del Space Telescope Science Institute; Carrie M. Lees del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins; el Decano M. Watson de la Universidad de Rochester; Jens Kemmerer del Observatorio Europeo Austral; Isabel Rebolido de la Agencia Espacial Europea; y Christopher Stark del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA.
La investigación fue apoyada por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio bajo la subvención No. 80NSSC22K1752.
