Descubiertas dos familias de cometas alrededor de una estrella cercana

El instrumento HARPS, que se encuentra en el Observatorio La Silla de ESO, en Chile, se ha utilizado para hacer el censo más completo elaborado hasta el momento de los cometas que hay alrededor de otra estrella. Un equipo de astrónomos franceses ha estudiado casi 500 cometas individuales orbitando la estrella Beta Pictoris y ha descubierto que pertenecen a dos familias distintas de exocometas: exocometas viejos que han pasado numerosas veces cerca de la estrella y exocometas más jóvenes que, probablemente, provenían de la reciente ruptura de uno o más objetos de mayor tamaño. Los resultados aparecerán en la revista Nature el 23 de octubre de 2014.

Beta Pictoris es una joven estrella situado a 63 años luz del Sol. Tiene sólo unos 20 millones años y está rodeada por un enorme disco de material — un sistema planetario joven muy activo donde se producen gas y polvo a partir de la evaporación de cometas y las colisiones de asteroides.

Flavien Kiefer (IAP/CNRS/UPMC), autor principal del nuevo estudio, nos pone en situación: \’¡Beta Pictoris es un interesantísmo objeto de estudio! Las detalladas observaciones de sus exocometas nos dan pistas para ayudarnos a comprender qué procesos tienen lugar en este tipo de sistema planetario joven.\’ Durante casi 30 años, los astrónomos han observado sutiles cambios en la luz que proviene de Beta Pictoris, asumiendo que estos cambios se debían al paso de los cometas delante de la propia estrella. Los cometas son cuerpos pequeños, de unos pocos kilómetros de tamaño, pero con mucho hielo, que se evapora cuando se acerca a su estrella, produciendo enormes colas de gas y polvo que pueden absorber parte de la luz que pasa a través de ellos. La tenue luz de los exocometas es casi imperceptible, fundiéndose con la luz de la brillante estrella, de manera que no se pueden observar directamente desde tierra.

Para estudiar los exocometas de Beta Pictoris, el equipo analizó más de 1.000 observaciones obtenidas entre 2003 y 2011 con el instrumento HARPS , instalado en el telescopio ESO de 3,6 metros en el Observatorio La Silla, en Chile.

Los investigadores seleccionaron una muestra de 493 exocometas diferentes. Algunos exocometas se observaron varias veces y durante unas cuantas horas. Tras un análisis cuidadoso, se obtuvieron medidas de la velocidad y el tamaño de las nubes de gas. También pudieron deducirse algunas de las propiedades orbitales de cada uno de estos exocometas, tales como la forma y la orientación de la órbita y la distancia a la estrella.

Este análisis de varios centenares de exocometas en un solo sistema exoplanetario es único. Reveló la presencia de dos familias distintas de exocometas: una familia de exocometas viejos, cuyas órbitas están controladas por un planeta masivo [1], y otra familia, probablemente derivada de la reciente ruptura de uno o varios objetos más grandes. En el Sistema solar también existen diferentes familias de cometas.

Los exocometas de la primera familia tienen diversos tipos de órbitas y muestran una actividad bastante débil, con bajas tasas de producción de gas y polvo. Esto sugiere que estos cometas han agotado sus suministros de hielo al haber pasado numerosas veces cerca de Beta Pictoris [2]. Los exocometas de la segunda familia son mucho más activos y también se encuentran en órbitas casi idénticas [3]. Esto sugiere que todos los miembros de la segunda familia tienen el mismo origen: probablemente, la descomposición de un objeto más grande cuyos fragmentos están dando vueltas alrededor de la estrella Beta Pictoris.

Flavien Kiefer concluye: \’por primera vez, un estudio estadístico ha determinado la física y las órbitas de un gran número de exocometas. Este trabajo ofrece una importante información acerca de los mecanismos que estaban teniendo lugar en el Sistema Solar justo después de su formación, hace 4.500 millones de años\’.

Notas

[1] También se ha descubierto, orbitando a unos mil millones de kilómetros de la estrella, la presencia de un planeta gigante, Beta Pictoris b, que ha sido estudiado utilizando imágenes de alta resolución obtenidas con óptica adaptativa.

[2] Por otra parte, las órbitas de los cometas (excentricidad y orientación) son exactamente como se predijo para cometas atrapados en resonancia orbital con un planeta masivo. Las propiedades de los cometas de la primera familia muestran que este planeta en resonancia debe estar a unos 700 millones de kilómetros de la estrella, cerca de donde fue descubierto el planeta Beta Pictoris b.

[3] Son similares a los cometas de la familia Kreutz en el Sistema Solar, o a los fragmentos del cometa Shoemaker-Levy 9, que impactaron contra Júpiter en julio de 1994.

Información adicional

Este trabajo se dio a conocer en el artículo científico \’Two families of exocomets in the Beta Pictoris system\’, publicado en la revista Nature el 23 de octubre der 2014.

El equipo está formado por F. Kiefer (Instituto de Astrofísica de París [IAP], CNRS, Universidad Pierre & Marie Curie-Paris 6, París, Francia), A. Lecavelier des Etangs (IAP), J. Boissier (Instituto de radioastronomía milimétrica, Saint Martin d’Hères, Francia), A. Vidal-Madjar (IAP), H. Beust (Instituto de planetología y astrofísica de Grenoble [IPAG], CNRS, Universidad Joseph Fourier-Grenoble 1, Grenoble, Francia), A.-M. Lagrange (IPAG), G. Hébrard (IAP) y R. Ferlet (IAP).