Colisión de exoplanetas

Hace 10 años, los científicos especularon sobre la posibilidad de que el polvo caliente en torno al sistema exoplanetario BD + 20 307 (a unos 300 años luz de distancia de la Tierra) fuese resultado de una colisión entre dos exoplanetas. A fecha de hoy, los astrónomos pueden ver que hay un 10% más de polvo en dicho sistema, lo que supone un espaldarazo importante a la idea de la colisión entre cuerpos planetarios extrasolares.

En la imagen se representa una impresión artística de la colisión catastrófica entre dos exoplanetas rocosos o telúricos como pudieron ser los del sistema estelar BD + 20307. Este sistema se conoce hace años como el lugar en que han colisionado dos mundos. En 2019, los astrónomos observaron cambios apreciables en los restos de polvo dejados tras la colisión de estos dos exoplanetas. Imagen cortesía de Nasa/SOFIA/Lynette Cook.

Cuando los astrónomos postulan sobre los procesos de formación de nuestro planeta, de la Luna y de otros mundos conocidos que orbitan el Sol, a menudo hablan de colisiones. Al principio, todos los planetas comenzaron como granos de polvo orbitando alrededor del protosol también en formación. Los granos se fueron juntando por efecto de la gravedad y al hacerse mayores, aumentaba la gravedad y atraían más granos de los alrededores que acababan formando aglomerados que acababan uniéndose a otros semejantes en su traslación en torno a la protoestrella y de esta forma se acababan formando cuerpos mayores conocidos como planetesimales. Y el tiempo proporcionaba más colisiones… y más…  e incluso tras la formación de los planetas prácticamente del tamaño de los que hoy conocemos, las colisiones en nuestro sistema solar continuaron. El máximo de actividad se estima que fue hace aproximadamente 4 mil millones de años, en el periodo que se conoce entre los astrónomos como Intenso Bombardeo Tardío. Las superficies intensamente craterizadas de nuestra Luna, y las de Marte y Mercurio aún conservan cicatrices de dicho periodo. Y ahora, mirando en el entorno de nuestra galaxia, la Vía Láctea, los astrónomos han sido capaces de tener acceso a imágenes del resultado de la colisión entre dos planetas en un sistema solar distante, a unos 300 años luz de nosotros. Pero ¿Qué es lo que han podido atisbar allí? No una colisión propiamente dicha, sino el polvo y los restos que ha dejado la colisión que parece haber tenido lugar en un periodo de entorno a hace unos mil años terrestres.

El sistema estelar conocido como BD + 20 307 consiste en, al menos, dos estrellas de al menos mil millones de años de edad. Es un sistema bastante maduro; en contraste, nuestro Sol, tiene 4 millones y medio de edad y retiene bastante polvo aún, la mayor parte en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter o en otro más distante, el cinturón de Kuiper, más allá de Neptuno. Pero, según las primeras estimaciones, el sistema BD + 20 307, tiene un millón de veces más polvo que nuestro sistema solar. Además, estos restos de polvo no están fríos, como cabría esperar en un sistema estelar de la edad del de BD + 20 307. Según los astrónomos, los escombros detectados están calientes, lo que supone un motivo añadido para reforzar la hipótesis de su reciente formación por el impacto de dos cuerpos de tamaño planetario.

El telescopio espacial Spitzer de la Nasa acompañado de observaciones desde telescopios en superficie, han proporcionado las pistas de dicha colisión hace una década, cuando se detectaron estos escombros calientes por primera vez. Más recientemente, el observatorio SOFIA de la Nasa ha mostrado que, según imágenes en infrarrojo, el brillo de estos escombros se ha incrementado en más de un 10%.

En la imagen se puede ver la representación artística realizada en 2009 de dos planetas colisionando en el sistema BD + 20 307, cortesía NuclearVacuum/Wikipedia.

 

Es muy estimulante cuando los acontecimientos astronómicos tienen lugar y pueden ser registrados en tiempos de escala de vida humana. Según los datos especificados anteriormente, el incremento de brillo registrado es un signo de que actualmente hay más polvo caliente en el sistema BD + 20 307 que el que había hace 10 años.

Se conocen varios mecanismos que podrían provocar que el polvo incrementara su brillo: podría estar absorbiendo calor procedente de las estrellas o por estar cayendo cada vez más rápido hacia ellas, pero parece muy improbable que esto sea detectable en un plazo de 10 años. Sin embargo, una colisión planetaria podría inyectar fácilmente la energía necesaria para provocar un incremento tan importante en el calor detectado en el polvo de forma tan rápida.

Esto supone un argumento importante a favor de la hipótesis de la colisión planetaria.

Los astrónomos que hicieron las observaciones desde el instrumento SOFIA publicaron sus resultados en el Astrophisical Journal este mismo año 2019, según los cuales: “… hay base para pensar que una colisión extrema entre dos exoplanetas rocosos podría haber tenido lugar en un pasado relativamente reciente. Colisiones como esta pueden modificar por completo el sistema planetario en que ocurran. Se postula que una colisión entre un cuerpo del tamaño de Marte y la protoTierrra hace unos 4.500 millones de años crearon los escombros que eventualmente dieron lugar a la actual Luna, satélite natural del planeta Tierra.

 

Maggie Thompson, astrofísica estudiante de post doctorado en UC Santa Cruz y autora principal del paper sobre el calentamiento del disco de escombros y polvo del sistema BD + 20 307.

Según comentarios de la propia autora: “El disco de escombros y polvo caliente alrededor de BD + 20 307 nos proporciona un punto de vista nuevo hacia la comprensión de cómo deben acontecer los impactos catastróficos entre exoplanetas rocosos y sus consecuencias. Queremos saber cómo evoluciona este sistema a futuro tras un impacto extremo como el que entendemos que aquí tuvo lugar.”

 

Alicia Weinberger, que es una astrónoma observacional interesada en la formación planetaria, los exoplanetas y las enanas marrones. Ella es la investigadora principal del proyecto que estudia el sistema BD + 20 307.

Alicia Weinberger es una científica del equipo del Departamento de Magnetismo Terrestre en el Carnegie Institution for Science de Washington e investigadora principal en el proyecto para el estudio del sistema BD + 20 307. Según sus propioas palabras: “Estamos ante una oportunidad única y muy rara de poder estudiar colisiones catastróficas que tienen lugar de forma tardía en la historia de formación de un sistema planetario. Las observaciones de SOFIA muestran cambios en el disco de polvo en escalas temporales de solo unos pocos años.”

El equipo aún sigue analizando los datos de las observaciones realizadas en el seguimiento de este sistema para ver si pueden desvelar más cambios detectados en él.

En la imagen se aprecia una representación artística de 2005 de una posible colisión en el sistema BD + 20 307. En aquel año, las observaciones desde Gemini/Keck en Hawái revelaron que había mucho polvo en dicho sistema y eso indujo a los astrónomos a empezar a especular sobre la posibilidad de una colisión de carácter planetario. Por aquel entonces, indicaron que la posible colisión responsable de esa cantidad de escombros y polvo podría obedecer al impacto entre cuerpos del tamaño desde asteroides (aproximadamente en la representación de la imagen) a planetas del tamaño de Marte o la propia Tierra. La imagen es cortesía del observatorio Gémini, Jon Lomberg. Space.com

A modo de conclusión, podríamos decir que gracias a las observaciones desde SOFIA se ha podido detectar un 10% más de polvo en un sistema estelar doble conocido como BD + 20 307 que el que se observó hace 10 años. El hecho de ese incremento en la cantidad de escombros y polvo detectados en este sistema, reafirman la idea de los astrónomos de estar presenciando las consecuencias de una colisión entre dos mundos.

Fuentes: Studying the Evolution of Warm Dust Encircling BD +20 307 Using SOFIA, Nasa, Esa.

 

 

 

 

 

 

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