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Abr 09 2014

Relación entre los cinturones de polvo alrededor de Vega e hipotéticos exoplanetas

Tal y como es sabido, la brillante estrella Vega (alfa de Lyrae, que da nombre a este blog) posee unos notables cinturones de polvo y restos. El inicialmente supuesto cinturón de polvo fue con el tiempo resuelto en tres cinturones individuales, en función de la longitud de onda empleada para su observación. Así el observado en el infrarrojo lejano es un cinturón frío situado a 100 UA (una unidad astronómica equivale a la distancia media entre el Sol y la Tierra y son unos 150 millones de kilómetros) de Vega, siendo similar al cinturón de Kuiper de nuestro Sistema Solar. Observando en el infrarrojo medio se detecta un cinturón templado situado a 14 UA de la estrella y que equivaldría al cinturón de asteroides de nuestro Sistema Solar. Finalmente, en el infrarrojo cercano aparece un nuevo cinturón situado a tan solamente 1 UA y que fue resuelto por primera vez en el año 2013.

La presencia de estos tres cinturones hace pensar la existencia de exoplanetas que podrían haber limpiado de escombros las regiones situadas entre ellos. Ahora, una simulación por ordenador realizada por los investigadores del Laboratoire d’Astrophysique de Burdeos (Francia) aporta pistas para comprender mejor la dinámica de dichos cinturones y su conexión con los hipotéticos exoplanetas. El primer resultado obtenido del estudio indica que el cinturón interno, el más caliente, debería recibir material continuamente procedente del cinturón más exterior para poder compensar el perdido por su proximidad a la estrella.

Esta misma simulación permite establecer una posible forma de abastecer al cinturón interior con nuevo material procedente del cinturón exterior. La existencia de un planeta en la proximidad del borde del cinturón frío dispersaría material hacia el interior. Sin embargo, esto podría finalizar y con el tiempo el flujo de material hacia la región interior se cortaría, causando un descenso del material existente en el cinturón más interno. Sin embargo, esto podría no ocurrir gracias al principio de conservación del momento angular. Así, cuando el hipotético planeta desvía un planetesimal o un resto hacia el interior, él se desplazaría un poco hacia el exterior pudiendo adoptar una nueva órbita que le permita capturar más material.

Además, la simulación también estima que la masa de este planeta (o planetas) no debería ser muy masiva, de modo que la migración de material hacia el interior del sistema sea eficiente. Esta misma migración de material alimentaria al cinturón intermedio. Se puede ampliar información del estudio en el artículo “Can Planets Maintain Vega’s Debris Disks?” de Astrobites.

Inicialmente el cinturón de polvo de Vega fue descubierto en los años 80 con el satélite IRAS. Sin embargo, los datos más detallados llegaron en 2005 de la mano del telescopio espacial Spitzer, que lo observó en diferentes longitudes de onda. Así, en diversas longitudes de onda, este cinturón, mostró diferentes tamaños. En 24 micrómetros su tamaño es de 330 UAs (una Unidad Astronómica (UA) equivale a la distancia media Sol-Tierra). En 70 micrómetros el tamaño es mayor, llegando a las 540 UAs. En 160 micrómetros, este tamaño llega a 815 UAs. Por tanto se cree que el tamaño (en la región más exterior) del cinturón podría estar situado entre 900 y 1.000 UAs.

Por otro lado, las observaciones muestras que la zona interior se sitúa en una región entre 70 y 100 UAs de Vega, y se cree que el material situado en esta región sea producto de colisiones entre cometas y/o asteroides en regiones más interiores, y posteriormente desplazados los restos por la intensa radiación de la estrella. De las observaciones realizadas por Spitzer, probablemente la mayor parte de cinturón esté formado por partículas de polvo con una tamaño entre 1 y 50 micrómetros, y su masa total sea únicamente de 0,003 veces la masa terrestre. Es por ello, que cada vez se piensa más en dicho cinturón, como un cinturón de polvo, en lugar de un cinturón protoplanetario. 

No obstante, observaciones realizadas en 1997 y 2006, apuntan a un posible estado de formación de un sistema planetario alrededor de Vega. En 1997, astrónomos usando el telescopio James Clerk Maxwell encontraron anomalías en el cinturón, en una distancia de 70 UAs, que si bien en un primer momento se asoció a un posible cuerpo de gran masa, observaciones posteriores lo descartaron. Nuevas observaciones en 2006, detectaron una nueva región de polvo a 8 UAs. Una posible explicación de su existencia sería el estar causado por un bombardeo de cometas de dicha región (y contra hipotéticos cuerpos que podrían existir en la región). Todo ello deja, de momento, sin respuesta la pregunta sobre la verdadera naturaleza del cinturón de polvo que rodea a Vega.

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