Estrella muerta contaminada indica planetas similares a la Tierra

La huella química de una estrella apagada indica que los planetas similares a la Tierra pueden no ser raros en el universo y podrían dar pistas a cómo será nuestro Sistema Solar cuando nuestro Sol muera y se convierta en una estrella enana blanca dentro de unos cinco mil millones de años.

Astrónomos de UCLA informan que una estrella enana blanca conocida como GD 362, que está rodeada de anillos de polvo similares a los de Saturno, ha sido contaminada por un gran asteroide que dejó más de una docena de elementos químicos observables en la atmósfera de la enana blanca. Tal observación es algo sin precedentes en la astronomía. ¿Hubo algún tipo de interacción violenta entre la estrella y el asteroide?

Los astrónomos de UCLA creen que tras unos mil millones de años de orbitar la estrella como parte de un antiguo sistema planetario, un asteroide se aproximó demasiado a la estrella y se vio destrozado por el potente campo gravitatorio de la estrella. Una enana blanca con el tamaño de la Tierra pero muchísimo más densa es el estado final estándar para la mayor parte de las estrellas. Esta enana blanca en concreto, que está siendo investigada desde el Observatorio W.M. Keck en Hawai, está situada en la constelación de Hércules, aproximadamente a 150 años luz de distancia de la Tierra.

El asteroide se desintegró en partículas de polvo que orbitaron la enana blanca y con el tiempo “contaminaron la atmósfera de la enana blanca”, dijo Benjamin Zuckerman, profesor de UCLA de física y astronomía y autor principal de la investigación, que ha sido aceptada para su publicación en un próximo número de Astrophysical Journal, la principal revista de astronomía.

Los astrónomos apuntan que las observaciones espectroscópicas de las que informan constituyen el primer cálculo detallado de la composición elemental de un objeto en un sistema planetario extrasolar.

“La abundancia relativa de los elementos de la atmósfera de la enana blanca, contaminada por el asteroide, parecen similares a los que encontramos en el sistema Tierra-Luna”, dijo Zuckerman.

“Lo que tenemos aquí es una composición de la enana blanca que es bastante similar a la de los planetas interiores de nuestro Sistema Solar”, dijo Michael Jura, profesor de UCLA de física y astronomía y coautor de la investigación. “¿Existen otros planetas rocosos como la Tierra en otros sistemas solares? Estas huellas en la enana blanca son un avance significativo en la demostración de que algo como la formación de planetas terrestres tuvo lugar alrededor de otra estrella y probablemente también alrededor de otras, por lo que sugiere que la composición de la Tierra no es única.

“El asteroide que está siendo triturado en muy rico en hierro y abundante en calcio y otros elementos, y bajo en carbono, como una roca sólida”, añadió Jura.

La investigación implica que las fuerzas que formaron la Tierra y nuestro Sistema Solar interior parecen haber tenido lugar también en este sistema, y probablemente alrededor de otras enana blancas, dijo Jura.

Zuckerman dijo que los resultados de la investigación no descartan la posibilidad de que colisionaran dos planetas de este antiguo sistema planetario y el polvo orbital y los elementos detectados sean de un trozo de uno de estos planetas en colisión en lugar de un asteroide más convencional.

“Posiblemente sucedió algo violento y dramático”, dijo.

¿Qué sacó al asteroide de su órbita original? Probablemente fue rechazado por el campo gravitatorio de un gran planeta, dijo Zuckerman.

Nuestro sistema planetario parece muy estable, dijo Zuckerman, pero dentro de miles de millones de años, cuando el Sol comience a expandirse y pierda masa rápidamente, los planetas y asteroides se alejarán en espiral y los planetas más cercanos al Sol. Como Mercurio y Venus, serán engullidos y destruidos por el Sol.

“Pero los otros planetas, incluyendo la Tierra y el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter se alejarán el espiral, y sus órbitas harán de nuestro Sistema Solar algo mucho menos estable”, dijo.

Un tercer autor del artículo de UCLA, el profesor asociado de física y astronomía Brad Hansen, dijo, “En nuestro Sistema Solar, los objetos ricos en hierro se forman más cerca del sol que los objetos ricos en carbono e hielo, que se forman más lejos, donde hace más frío. Esta investigación nos habla del origen de los asteroides, su temperatura cuando se formaron y su composición química — condiciones similares a las de la Tierra”.

El grupo de astrónomos, que también incluye al estudiante graduado de UCLA Carl Melis y a Detlev Koester de la Universidad de Kiel en Alemania, detectó 17 elementos en la atmósfera de la enana blanca que probablemente procedían de un gran asteroide; el asteroide puede haber sido en algún momento parte de un cuerpo mayor, tal vez algo como uno de los planetas interiores de nuestro Sistema Solar. Muchos de los elementos nunca habían sido detectados en la atmósfera de una enana blanca, incluyendo los extraños elementos estroncio y escandio.

El campo gravitatorio de la enana blanca es tan potente que los elementos más ligeros — hidrógeno y helio — se hundieron rápidamente en el interior de la enana blanca, dijo Hansen.

El asteroide posiblemente se rompió hace más de 100 000 años, y tal vez hace un millón de años, dijo el astrónomo. La estrella se convirtió en una enana blanca muy caliente hace aproximadamente mil millones de años y desde entonces se ha estado enfriando.

Al contrario que GD 362, la mayoría de las enanas blancas son prístinas en su composición.

“No notarías otro rascacielos en Nueva York, pero el mismo rascacielos en Nebraska saltaría a la vista”, dijo Hansen. “Este es aquí el caso. Un pequeño cambio en la atmósfera de una enana blanca es muy obvio”.

Los astrónomos usaron el espectrómetro HIRES del Telescopio Keck I para el espectro óptico de la enana blanca, abarcando desde el ultravioleta a todo el rango visible de la luz. Cada elemento puede identificarse por su propio espectro característico.

Los investigadores dicen que encontraron muy notable el hecho de que incluso a una distancia de 1600 billones de kilómetros, las medidas del HIRES de Keck les permitiera determinar mínimos detalles de la composición de un objeto relativamente pequeño – en medidas astronómicas— como un asteroide. Actualmente, no existe ninguna otra técnica observacional conocida que permita obtener tal información sobre la composición.

Los restos de una enana blanca se enfrían lentamente a lo largo de muchos miles de millones de años como brasas moribundas que hacen su lento camino hacia el olvido.

NASA patrocinó esta investigación.


Autor: Stuart Wolpert
Fecha Original: 16 de agosto de 2007
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