Imagen de Hubble del anillo alrededor de Fomalhaut. Crédito de la imagen: Hubble. Click para agrandar.
La imagen de luz visible más detallada del Telescopio Espacial Hubble de la NASA tomada de un anillo estrecho y polvoriento alrededor de la estrella cercana Fomalhaut (HD 216956), ofrece la evidencia más fuerte de que un planeta rebelde e invisible puede estar tirando gravitacionalmente del anillo.
El Hubble muestra inequívocamente que el centro del anillo está a 1.4 billones de millas (15 unidades astronómicas) de la estrella. Esta es una distancia igual a casi la mitad de nuestro sistema solar. La explicación más plausible, dijeron los astrónomos, es que un planeta invisible que se mueve en una órbita elíptica está remodelando el anillo con su atracción gravitacional. El anillo geométricamente llamativo, inclinado oblicuamente hacia la Tierra, no tendría un gran desplazamiento si simplemente fuera influenciado por la gravedad de Fomalhaut solo.
Se ha inferido un desplazamiento del centro del anillo de la estrella a partir de observaciones de longitud de onda anteriores y más largas utilizando telescopios submilimétricos en Mauna Kea, Hawai, el Telescopio Espacial Spitzer, el Observatorio Submilimétrico de Caltech y aplicando modelos teóricos y supuestos físicos. Ahora las imágenes nítidas del Hubble revelan directamente el desplazamiento del anillo de Fomalhaut.
Estas nuevas observaciones proporcionan una fuerte evidencia de que al menos un objeto de masa planetaria invisible está orbitando la estrella. Hubble habría detectado un objeto más grande que un planeta, como una enana marrón. "Nuestras nuevas imágenes del Hubble confirman las hipótesis anteriores que proponían que un planeta estaba perturbando el anillo", dijo Paul Kalas, de la Universidad de California en Berkeley. El anillo es similar al cinturón de Kuiper de nuestro sistema solar, un vasto depósito de material helado que queda de la formación de los planetas de nuestro sistema solar.
Las observaciones ofrecen información sobre los años de formación de nuestro sistema solar, cuando los planetas jugaron un juego de derby de demolición con los escombros sobrantes de la formación de nuestros planetas, dispersando gravitacionalmente muchos objetos en el espacio. Algunos materiales helados pueden haber chocado con los planetas del sistema solar interno, irrigándolos con agua formada en el sistema solar externo más frío. Otros desechos pueden haber viajado hacia afuera, formando el Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort, una nube esférica de material que rodea el sistema solar.
Solo el Hubble tiene la resolución óptica exquisita para resolver que el borde interno del anillo es más afilado que su borde externo, una señal reveladora de que un objeto está barriendo gravitacionalmente material como un arado que limpia la nieve. Otra firma clásica de la influencia de un planeta es el ancho relativamente estrecho del anillo, alrededor de 2.300 millones de millas (25 unidades astronómicas). Sin un objeto para mantener gravitacionalmente intacto el material del anillo, dijeron los astrónomos, las partículas se extenderían mucho más.
"Lo que vemos en este anillo es similar a lo que se ve en las imágenes de la nave espacial Cassini de los anillos estrechos de Saturno. En esas imágenes, las lunas de Saturno "pastorean" el material del anillo y evitan que el anillo se extienda ", dijo Kalas.
El planeta sospechoso puede estar orbitando muy lejos de Fomalhaut, dentro del borde interno del anillo de polvo, entre 4.700 y 6.500 millones de millas (50 a 70 unidades astronómicas) de la estrella. El anillo está a 12 mil millones de millas (133 unidades astronómicas) de Fomalhaut, que está mucho más lejos que nuestro planeta más externo que Plutón está del Sol. Estas observaciones de Hubble no detectan el planeta putativo directamente, por lo que los astrónomos no pueden medir su masa. En su lugar, realizarán simulaciones por computadora de la dinámica del anillo para estimar la masa del planeta.
Kalas y sus colaboradores James R. Graham de la Universidad de California en Berkeley y Mark Clampin del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, publicarán sus hallazgos en la edición del 23 de junio de 2005 de la revista Nature.
Fomalhaut, una estrella de 200 millones de años, es un simple bebé en comparación con nuestro propio Sol de 4.500 millones de años. Se encuentra a 25 años luz de distancia del Sol. Ubicado en la constelación de Piscis Austrinus (el pez del sur), el anillo Fomalhaut es diez veces más viejo que los discos de escombros vistos previamente alrededor de las estrellas AU Microscopii y Beta Pictoris, donde los planetas aún pueden estar formándose. Si nuestro sistema solar es un ejemplo, los planetas deberían haberse formado alrededor de Fomalhaut dentro de decenas de millones de años después del nacimiento de la estrella.
Las imágenes del Hubble también proporcionan una visión de la región planetaria exterior que rodea a una estrella que no sea nuestro Sol. Muchos de los más de 100 planetas detectados más allá de nuestro sistema solar están orbitando cerca de sus estrellas. La mayoría de las técnicas actuales de detección de planetas favorecen la búsqueda de planetas que estén cerca de sus estrellas.
“¿El tamaño del anillo de polvo de Fomalhaut sugiere que no todos los sistemas planetarios se forman y evolucionan de la misma manera? las arquitecturas planetarias pueden ser muy diferentes de estrella a estrella ”, explicó Kalas. "Si bien el anillo de Fomalhaut es análogo al Cinturón de Kuiper, su diámetro es cuatro veces mayor que el del Cinturón de Kuiper".
Los astrónomos utilizaron el coronógrafo de la Cámara avanzada para encuestas (ACS) a bordo del Hubble para bloquear la luz de la estrella brillante y poder ver los detalles en el débil anillo.
"El coronógrafo del ACS ofrece un alto contraste, lo que nos permite ver la estructura del anillo contra el resplandor extremadamente brillante de Fomalhaut", dijo Clampin. “Esta observación es actualmente imposible de hacer en longitudes de onda visibles sin el telescopio espacial Hubble. El hecho de que pudimos detectarlo con Hubble fue inesperado, pero impresionante ”.
¿Kalas y sus colaboradores usaron el Hubble durante un período de cinco meses en 2004? 17 de mayo, 2 de agosto y 27 de octubre? para mapear la estructura del anillo. Un lado del anillo aún no se ha fotografiado porque se extendió más allá del campo de visión de la cámara ACS. Los astrónomos usarán Hubble nuevamente este verano para mapear todo el anillo. Esperan que los datos adicionales del Hubble revelen si el anillo tiene o no lagunas, lo que podría haber sido tallado por la influencia gravitacional de un cuerpo invisible. Las exposiciones más largas y profundas también pueden mostrar si el anillo tiene un diámetro aún más ancho que el que se ve actualmente. Además, los astrónomos medirán los colores del anillo para determinar sus propiedades físicas, incluida su composición.
Los mapas de emisiones térmicas anteriores de Fomalhaut mostraron que un lado del anillo es más cálido que el otro lado, lo que implica que el anillo está descentrado en aproximadamente la mitad de la distancia medida por Hubble. Esta diferencia podría explicarse por el hecho de que las imágenes ACS de Hubble de la estructura del anillo son 100 veces más nítidas que las observaciones de longitud de onda más larga y, por lo tanto, producen un resultado mucho más preciso. O la discrepancia podría implicar que el tamaño del anillo se ve diferente en otras longitudes de onda.
El anillo de polvo de Fomalhaut fue descubierto en 1983 en observaciones realizadas por el satélite astronómico infrarrojo (IRAS) de la NASA. El sistema es un objetivo convincente para futuros telescopios como el James Webb Space Telescope y el Terrestrial Planet Finder, dijo Kalas.
Fuente original: Comunicado de prensa del Hubble
