El primer cinturón de asteroides encontrado fuera del sistema solar es más complejo de lo esperado, según revelan nuevas observaciones del Telescopio Espacial James Webb (JWST).
Los astrónomos utilizaron JWST para examinar el polvoriento sistema de anillos alrededor de Fomalhaut , una estrella joven y caliente que se encuentra a unos 25 años luz de la Tierra y es visible a simple vista en la constelación de Piscis Austrinu, el Pez del Sur.
El sistema de anillos de Fomalhaut consta de tres cinturones anidados que se extienden alrededor de 23 millones de kilómetros, unas 150 veces la distancia entre la Tierra y el sol. Los anillos son más complejos que el Cinturón de Kuiper , un anillo de cuerpos helados más allá de Neptuno, o el cinturón principal de asteroides, que se encuentra entre Júpiter y Marte, según muestran las nuevas observaciones del JWST.
Los astrónomos descubrieron una estructura polvorienta que rodea a Fomalhaut en 1983 utilizando el satélite astronómico infrarrojo de la NASA. Sin embargo, los dos cinturones internos de este sistema nunca se habían visto antes de esta observación con el JWST.
Se cree que los cinturones de polvo alrededor de la estrella joven son desechos de colisiones entre cuerpos más grandes como asteroides y cometas y, por lo tanto, se los conoce como “discos de desechos”. Estos discos son diferentes a los discos protoplanetarios , que contienen material que luego se une para formar planetas. Los discos de escombros se forman más tarde, después de que los planetas estén en su lugar.
András Gáspár de la Universidad de Arizona, autor principal de un estudio que anuncia el nuevo resultados, dijo en un comunicado:
“Describiría a Fomalhaut como el arquetipo de los discos de escombros que se encuentran en otras partes de nuestra galaxia, porque tiene componentes similares a los que tenemos en nuestro propio sistema planetario”.
“Al observar los patrones en estos anillos, podemos comenzar a hacer un pequeño boceto de cómo debería ser un sistema planetario, si pudiéramos tomar una imagen lo suficientemente profunda para ver los planetas sospechosos”.
El cinturón más externo de Fomalhaut, que es dos veces más grande que el Cinturón de Kuiper, ha sido fotografiado previamente por el Telescopio Espacial Hubble , el Observatorio Espacial Herschel y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) con base en tierra. Sin embargo, ninguno de esos instrumentos pudo ver la estructura interior dentro del cinturón exterior.
El miembro del equipo de estudio Schuyler Wolff, también de la Universidad de Arizona, dijo en el mismo comunicado:
“Donde el JWST realmente sobresale es que podemos resolver físicamente el brillo térmico del polvo en esas regiones internas. Así que puedes ver cinturones internos que nunca antes pudimos ver”.
En el futuro, los astrónomos esperan obtener imágenes de discos de escombros como el de Fomalhaut alrededor de otras estrellas utilizando JWST. Schuyler Wolff dijo:
“Con Hubble y ALMA , pudimos obtener imágenes de un montón de análogos del cinturón de Kuiper, y hemos aprendido mucho sobre cómo se forman y evolucionan los discos externos”.
“Pero necesitamos el JWST para permitirnos obtener imágenes de una docena de cinturones de asteroides en otros lugares. Podemos aprender tanto sobre las regiones cálidas internas de estos discos como Hubble y ALMA nos enseñaron sobre las regiones exteriores más frías”.
Al igual que Júpiter domina el cinturón principal de asteroides y Neptuno esculpe el cinturón de Kuiper, los astrónomos creen que los discos de escombros fuera del sistema solar pueden estar formados por planetas invisibles. Eso significa que bien puede haber un planeta o dos al acecho en los anillos alrededor de Fomalhaut. Schuyler Wolff dijo:
“Definitivamente no esperábamos la estructura más compleja con el segundo cinturón intermedio y luego el cinturón de asteroides más amplio”.
“Esa estructura es muy emocionante, porque cada vez que un astrónomo ve un espacio y anillos en un disco, dice: ‘¡Podría haber un planeta incrustado dando forma a los anillos!’”.
Una característica ya detectada por JWST en los anillos puede indicar la presencia de protoplanetas en formación. El equipo vio lo que Gáspár denominó “la gran nube de polvo”, que puede apuntar a una colisión en el anillo exterior de Fomalhaut entre dos planetas jóvenes “en construcción”. Por lo tanto, esta característica podría ser una nube en expansión de partículas de polvo muy finas de dos cuerpos helados que chocaron entre sí.
El Hubble detectó una característica similar en el mismo anillo en 2008. Se había disipado cuando el telescopio espacial volvió a examinar el sistema de anillos en 2014, dijeron los investigadores.
Investigaciones más profundas de más sistemas como Fomalhaut con JWST podrían revelar cómo se mueven los planetas a través de estos discos planos. Mientras tanto, observar la nube de polvo en sí podría revelar detalles sobre la estructura de los sistemas planetarios distintos al nuestro. Esto incluye descubrir cómo son sus asteroides, que son demasiado pequeños para verlos incluso con instrumentos poderosos como JWST o Hubble, y si son similares a las rocas espaciales que giran alrededor de nuestra estrella y sus planetas.
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