La historia de nuestro Sistema Solar está salpicada de colisiones. Las colisiones ayudaron a crear los planetas terrestres y poner fin al reinado de los dinosaurios. Y una colisión masiva entre la Tierra y un cuerpo antiguo llamado Theia probablemente creó la Luna.
Ahora los astrónomos han encontrado evidencia de una colisión entre dos exoplanetas en un sistema solar distante.
Nuestro Sistema Solar es un lugar relativamente tranquilo ahora, en comparación con sus años más jóvenes. Si queremos ver chocar planetas, tenemos que mirar a sistemas distantes. Eso es lo que hizo un equipo de astrónomos cuando apuntaron el telescopio espacial Spitzer y los observatorios terrestres a BD +20 307, un sistema de doble estrella a unos 300 años luz de distancia.
Las estrellas en ese sistema tienen aproximadamente mil millones de años, edad suficiente para que las cosas se hayan calmado en lo que respecta a las colisiones. Sin embargo, cuando lo miraron hace aproximadamente una década, vieron escombros arremolinados que estaban más calientes de lo que esperaban. En un sistema con estrellas de miles de millones de años, cualquier residuo ya debería haberse enfriado, por lo que su presencia sugiere una colisión más reciente.
Esas observaciones tienen una década de antigüedad, y más recientemente los astrónomos utilizaron SOFIA (Observatorio Estratosférico para Astronomía Infrarroja) para echar un vistazo al sistema BD +20 307. Descubrieron que el brillo infrarrojo de los escombros había aumentado en aproximadamente un 10%, lo que indica que hay aún más escombros cálidos en el sistema.
"Dada la edad madura de BD +20 307, es extremadamente inusual que el sistema tenga cantidades tan copiosas de polvo caliente dentro de ~ 1 au".
De "Estudiar la evolución del polvo caliente que rodea BD +20 307 con SOFIA"
Estos resultados se publican en el Astrophysical Journal. La autora principal es Maggie Thompson, una estudiante graduada en UC Santa Cruz. El título del artículo es "Estudio de la evolución del polvo caliente que rodea BD +20 307 con SOFIA".
"El polvo cálido alrededor de BD +20 307 nos da una idea de cómo podrían ser los impactos catastróficos entre los exoplanetas rocosos", dijo Thompson. "Queremos saber cómo evoluciona este sistema posteriormente después del impacto extremo".
Nuestro Sistema Solar tiene colecciones de escombros rocosos como el cinturón de asteroides. Pero son escombros viejos y fríos, el resultado de antiguas colisiones. También está más lejos del Sol que el disco de escombros en BD +20 307. Si una civilización distante estuviera mirando nuestro Sistema Solar, medirían la edad del Sol y la ubicación y temperatura de los escombros rocosos, y tendría sentido.
"Esta es una rara oportunidad de estudiar colisiones catastróficas que ocurren tarde en la historia de un sistema planetario".
Alycia Weinberger, investigadora principal.
Pero en el sistema BD +20 307, algo no cuadra del todo. Simplemente no debería haber tanto polvo tan cálido, tan cerca de las estrellas binarias. Si las colisiones masivas entre planetas solo ocurren en los primeros años caóticos de la vida de un sistema solar, entonces ese polvo debería haber desaparecido hace mucho tiempo. Típicamente, el polvo se elimina a través de una cascada de colisión, donde las colisiones repetidas rompen continuamente la roca en pedazos cada vez más pequeños. Finalmente, las piezas son tan pequeñas que la presión de radiación de las estrellas las expulsa.
"Esta es una rara oportunidad de estudiar colisiones catastróficas que ocurren tarde en la historia de un sistema planetario", dijo Alycia Weinberger, científica del personal del Departamento de Magnetismo Terrestre de la Institución Carnegie en Washington, e investigadora principal del proyecto. "Las observaciones de SOFIA muestran cambios en el disco polvoriento en una escala de tiempo de solo unos pocos años".
Hay otras posibles explicaciones para este polvo cálido. Podría estar acercándose a las estrellas y absorbiendo más energía. Pero es poco probable que ocurra en solo 10 años, que es solo un breve momento en términos astronómicos. También es poco probable ya que a medida que el tamaño del grano de polvo disminuye a través de la cascada de colisión, es más probable que el polvo sea expulsado por la radiación solar.
Hay otro proceso que gobierna el comportamiento del polvo alrededor de una estrella. Se llama efecto Poynting-Robertson. Es un tipo de arrastre que puede hacer que partículas demasiado grandes sean arrastradas por la radiación solar para formar una espiral en la estrella. A medida que el polvo se acerca a la estrella, se calienta.
En su artículo, los autores discuten algunas otras posibilidades. Ambas estrellas en este sistema son estrellas de tipo F, que generalmente no son variables. Pero en pares binarios pueden serlo, aunque su variabilidad disminuye con la edad.
Si hay variabilidad en una o ambas estrellas, y si el disco de escombros que rodea a las estrellas está inclinado en relación con el plano orbital de las estrellas, eso podría causar el calentamiento del disco de escombros. Si los puntos calientes en las estrellas generan más rayos X, y si el disco de escombros está inclinado, podría causar los escombros de calentamiento que los astrónomos han detectado.
Los autores dicen que se necesitan más observaciones antes de llegar a una conclusión definitiva. Pero en este momento, una colisión planetaria se ajusta mejor a la evidencia. Y eso significa que hay una oportunidad real aquí. Como dicen en la conclusión de su artículo, "Comprender BD +20 307 y otros sistemas similares con discos de escombros extremadamente polvorientos podría avanzar nuestro conocimiento de colisiones catastróficas, los efectos de las estrellas binarias en los discos de escombros y la evolución de los sistemas planetarios".
Más:
- Comunicado de prensa: cuando los exoplanetas chocan
- Documento de investigación: Estudio de la evolución del polvo caliente que rodea BD +20 307 con SOFIA
- Wikipedia: Disco de escombros circunestelar
