Supercomputador de la NASA demuestra cómo los anillos de polvo apuntan a exo-Tierras

Un brillo llamado luz zodiacal puede verse en el cielo antes de la salida del Sol o tras su puesta. Se forma por la luz solar dispersada por el polvo cerca del plano de la órbita de la Tierra. Crédito: Yuri Beletsky/ESO Paranal

Simulaciones por ordenador de discos de polvo alrededor de estrellas similares al Sol demuestran que planetas tan pequeños como Marte pueden crear patrones que los futuros telescopios podrían ser capaces de detectar. La investigación apunta a una nueva vía de búsqueda de planetas habitables.

“Puede pasar un tiempo antes de que podamos fotografiar de forma directa planetas similares a la Tierra alrededor de otras estrellas pero, antes de eso, seremos capaces de detectar los decorativos y maravillosos anillos que excavan en el polvo interplanetario”, dice Christopher Stark, investigador líder del estudio en la Universidad de Maryland en College Park.

Trabajando junto con Marc Kuchner en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la en Greenbelt, Maryland, Stark modeló cómo 25 000 partículas de polvo respondían a la presencia de un único planeta – variando desde la masa de Marte a cinco veces la de la Tierra – orbitando una estrella similar al Sol. Usando el supercomputador Thunderhead de la NASA en Goddard, los científicos ejecutaron 120 simulaciones distintas que variaron el tamaño de las partículas de polvo y la masa y distancia orbital del planeta.

“Nuestros modelos usan diez veces más partículas que las simulaciones anteriores. Esto nos permite estudiar el contraste y forma de las estructuras de anillo”, añade Kuchner. A partir de estos datos, los investigadores cartografiaron las firmas de densidad, brillo y calor de cada conjunto de parámetros resultantes.

“No está ampliamente apreciado que los sistemas planetarios – incluyendo el nuestro – contengan grandes cantidades de polvo”, añade Stark. “Vamos a poner este polvo a trabajar para nosotros”.

Un planeta de dos veces la masa de la Tierra forma una estructura de polvo anillada en esta simulación. La mayor densidad de polvo enciende o apaga el el planeta, provocando iluminaciones periódicas. Crédito: NASA/Christopher Stark, GSFC

Gran parte del polvo de nuestros Sistema Solar se forma dentro de la órbita de Júpiter, cuando los cometas se desmenuzan cerca del Sol y asteroides de todos los tamaños colisionan entre sí. El polvo refleja la luz solar y a veces puede verse como un brillo en el cielo con forma de cuña – llamada luz zodiacal – antes de la salida o puesta del Sol.

Los modelos por ordenador tienen en cuenta la respuesta del polvo a la gravedad y otras fuerzas, incluyendo la luz de la estrella. La luz estelar ejerce un ligero arrastre sobre las partículas pequeñas que hace que pierdan energía orbital y vayan a la deriva acercándose a la estrella.

“Las partículas caen en espiral y quedan temporalmente atrapadas en resonancia con el planeta”, explica Kuchner. Una resonancia tiene lugar siempre y cuando el periodo orbital de una partícula sea una razón de un número pequeño – tal como dos tercios y cinco sextos – del periodo del planeta.

Por ejemplo, si una partícula de polvo hace tres órbitas alrededor de su estrella cada vez que el planeta completa una, la partícula sentirá repetidas veces un tirón gravitatorio extra en el mismo punto de su órbita. Durante un tiempo, este tirón extra puede compensarla fuerza del tirón de la luz estelar y el polvo puede asentarse en sutiles estructuras similares a anillos.

“Las partículas que caen en espiral hacia la estrella, quedan atrapadas en una resonancia, cayendo fuera de la misma, haciendo algunas espirales más, quedando atrapadas en otra resonancia, etcétera”, dice Kuchner. Tener en cuenta las complejas interrelaciones de fuerzas de decenas de miles de partículas requiere la potencia matemática de un supercomputador.

Algunos científicos apuntan que la presencia de grandes cantidades de polvo podría presentar un obstáculo para fotografiar directamente planetas similares a la Tierra. Las futuras misiones espaciales – tales como el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, ahora en construcción y previsto para su lanzamiento en 2013, y el propuesto Buscador de Planetas Terrestres – estudiarán estrellas cercanas con discos de polvo. Los modelos creador por Stark y Kuchner dan a los astrónomos una visión previa de las estructuras de polvo que señalan la presencia de mundos de otra forma ocultos.

“Nuestro catálogo ayudará a otros a inferir la masa y distancia orbital de un planeta, así como los tamaños de las partículas predominantes en los anillos”, dice Stark.

Stark y Kuchner publicaron sus resultados en el ejemplar del 10 de octubre de la revista The Astrophysical Journal. El atlas exo-zodiacal de simulaciones de polvo de Stark está disponible on-line.


Autor: Francis Reddy / Rob Gutro
Fecha Original: 10 de octubre de 2008
Enlace Original

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Comments (3)

  1. Supercomputador de la NASA demuestra cómo los anillos de polvo apuntan a exo-Tierras…

    [C&P] Simulaciones por ordenador de discos de polvo alrededor de estrellas similares al Sol demuestran que planetas tan pequeños como Marte pueden crear patrones que los futuros telescopios podrían ser capaces de detectar. La investigación apunt…

  2. [...] traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en NASA Goddard Space Flight Center y los autores son Francis Reddy / Rob [...]

  3. Manlio E. Wydler

    Otro tema interesante, pero no escapa que es algo inferido, sobre elementos que pueden reflejar muchas otras cosas que planetas. Sería una aproximación. Otra lástima.

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