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Anillos de polvo y exoplanetas
Alberto González Fairén

Evidencias de anillos de polvo en torno al Sol y tormentas en planetas extrasolares.
e los restos del material que formó los planetas del Sistema Solar hace 4.600 millones de años, las colisiones entre asteroides y cometas a lo largo del tiempo han generado masivas cantidades de polvo que orbitan alrededor del Sol. Aunque el polvo se encuentra disperso por todo el Sistema Solar, se estabiliza preferentemente formando anillos alrededor del Sol. Y se acumula en las órbitas de la Tierra y de Venus, cuya gravedad actúa como guía para concentrar las partículas.

El anillo de polvo en la órbita de la Tierra se conoce desde hace 25 años, mientras que el de la órbita de Venus se descubrió en 2007. El estudio del polvo circunestelar (de qué está hecho, de dónde viene, cómo se mueve a través del espacio) proporciona pistas para entender mejor el nacimiento de los planetas y la composición de todos los cuerpos del Sistema Solar. Dos estudios recientes ayudan a comprender la naturaleza los anillos de polvo.

Por un lado, un trabajo publicado el pasado mes de noviembre y liderado por Guillermo Stenborg y Russell Howard, del Naval Research Laboratory en Washington, D.C., ha demostrado que existe un anillo más, éste en la órbita de Mercurio (Figura 1). El anillo tiene una anchura de unos 15 millones de kilómetros, y Mercurio navega por su interior en su traslación alrededor del Sol. Había pasado desapercibido hasta ahora porque los modelos predecían que Mercurio, al ser tan pequeño y estar tan cerca del Sol, no habría podido atrapar y retener un anillo de polvo, luchando contra el viento y el campo magnético solares.
Los anillos de polvo del Sistema Solar...
Figura 1: Los anillos de polvo del Sistema Solar interior.
(NASA’s Goddard Space Flight Center/Mary Pat Hrybyk-Keith) Click para ampliar!
Irónicamente, encontraron el anillo mientras buscaban zonas libres de polvo: los modelos predicen que el viento solar sería capaz de barrer el polvo más cercano a la estrella, limpiando una gran parte del espacio más cercano a ella. Conocer dónde se sitúa el límite del espacio libre de polvo podría aportar información sobre la naturaleza del viento solar, la composición del polvo y la formación de los planetas interiores. Pero en lugar de determinar este límite, Stenborg y Howard encontraron el anillo de polvo de la órbita de Mercurio.

El segundo estudio que aporta nueva información sobre los anillos de polvo es una investigación realizada por Petr Pokorny y Marc Kuchner, de NASA Goddard, publicada en marzo de este año y en la que han conseguido identificar el origen del anillo en la órbita de Venus. El polvo de la órbita terrestre proviene del cinturón de asteroides: al chocar entre ellos, los asteroides forman polvo que cae hacia el Sol, y parte de este polvo es canalizado por la gravedad de la Tierra y estabilizado en su órbita. Hasta ahora, el polvo de la órbita de Venus se explicaba igualmente como procedente de otras zonas del Sistema Solar.

Sin embargo, Pokorny y Kuchner observaron que el polvo generado en el cinturón de asteroides es efectivamente análogo al polvo del anillo en la órbita de la Tierra, pero sin embargo el polvo de la órbita de Venus es diferente. Las simulaciones que han realizado sugieren que el polvo de la órbita de Venus se origina en un grupo de asteroides que co-orbita con Venus y cuya existencia ha pasado desapercibida hasta ahora.

La observación de estos asteroides no será fácil. El anillo de polvo en la órbita de Venus es extremadamente tenue, sólo un 10% más denso que el espacio circundante, y está formado por partículas generalmente milimétricas. Si pudiéramos agruparlo, formaría un asteroide de tan solo 3 km de diámetro. Según Pokorny y Kuchner, este polvo está generado por un grupo pequeño de asteroides en la órbita de Venus. Los planes para localizar estos hipotéticos asteroides ya están en marcha.

Los anillos de polvo que comparten órbita con los planetas interiores del Sistema Solar podrían tener equivalentes extrasolares. De hecho, se conocen ya algunos ejemplos de anillos de polvo orbitando otras estrellas, ya que su tamaño los hace más fáciles de detectar que los planetas extrasolares. Por tanto, conocer las características de los anillos de polvo que co-orbitan con los planetas interiores del Sistema Solar podría ayudar a encontrar planetas extrasolares.

Y es que la detección de planetas extrasolares sigue siendo una tarea complicada. Recordemos aquí que, también el pasado mes de marzo, se consiguió por primera vez observar directamente un exoplaneta usando interferometría óptica. El planeta, detectado en 2010 (Figura 2), se observó utilizando las cuatro unidades del telescopio VLT del Observatorio Europeo Austral. La investigación, liderada por Sylvestre Lacour, investigador del Observatorio de París, reveló que se trata de un planeta gaseoso gigante, un “súper-Júpiter”, muy joven y supermasivo.

Las observaciones fueron tan minuciosas que consiguieron revelar detalles de la atmósfera: su temperatura es de 1000ºC, y está en desequilibrio químico, ya que contiene mucho más monóxido de carbono que metano. Tal vez potentes vientos verticales impiden la reacción del monóxido de carbono con el hidrógeno para generar metano. Además, contiene nubes de polvo de hierro y silicatos. Podría tratarse de un sistema tormentoso global, en el que el hierro y los silicatos se disgregan en altura y llueven hacia el interior. Como el planeta es muy joven, apenas 30 millones de años, tal vez estemos presenciando procesos típicos en el nacimiento de los planetas gigantes gaseosos.
Impresión artística del exoplaneta HR8799e
Figura 2: Impresión artística del exoplaneta HR8799e.
(ESO/L. Calçada) Click para ampliar!
 
 
Madrid, España, 30 de Marzo de 2019.
 
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