Los astrónomos han descubierto un sistema solar con una cantidad inusualmente alta de carbono; podría estar en la etapa donde se forman los planetas rocosos. El FUSE (Explorador espectroscópico ultravioleta lejano) de la NASA y el Hubble observaron que el gas alrededor de la estrella coincide bastante bien con la composición de nuestro propio Sistema Solar. La radiación intensa de las estrellas debería estar alejando este gas, pero los átomos de carbono ionizados están actuando como un freno para mantenerlo contenido.
Los astrónomos detectaron cantidades inusualmente altas de carbono, la base de toda la vida terrestre, en un sistema solar infantil cerca de la estrella Beta Betaoris, a 63 años luz de distancia. "Durante años hemos considerado este sistema solar de formación temprana como uno que podría estar pasando por los mismos procesos que nuestro propio sistema solar cuando los planetas rocosos, incluida la Tierra, se estaban formando", comentó el autor principal, Aki Roberge, * quien comenzó el Investigue en el Departamento de Magnetismo Terrestre de Carnegie. “Pero tenemos una gran sorpresa: hay mucho más gas de carbono de lo que esperábamos. Algo muy diferente está sucediendo ". La investigación, publicada en Nature el 8 de junio de 2006, sugiere que los asteroides o los cometas ricos en carbono, a diferencia de cualquiera en nuestro propio sistema solar, se han vaporizado, o que los cuerpos que desgasifican especies portadoras de carbono como el metano contribuyen al curioso exceso de carbono. .
Los discos polvorientos y gaseosos alrededor de las estrellas son los lugares de nacimiento de los sistemas planetarios. La investigadora de Carnegie, Alycia Weinberger, coautora del estudio, explica: "Dado que no podemos observar nuestro propio sistema solar como era hace 4.500 millones de años, observamos las estrellas jóvenes para aprender sobre la evolución de los discos formadores de planetas". En última instancia, queremos comprender los entornos y procesos en torno a otras estrellas que conducen al surgimiento de la vida ".
La nueva investigación fue posible gracias a FUSE, el Explorador espectroscópico ultravioleta lejano de la NASA, y los datos del espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial Hubble. Beta Pictoris es casi el doble de la masa de nuestro Sol y tiene entre 8 y 20 millones de años. Estudios previos indicaron que el gas alrededor de la estrella tenía una composición de elementos muy similar a la de nuestro propio sistema solar. Las nuevas mediciones marcan el "inventario más completo de gas en cualquier disco de escombros" y pueden cambiar radicalmente la imagen.
"Los astrónomos han estado perplejos por la existencia del disco gaseoso durante algún tiempo", comentó Roberge. "La radiación de la estrella debería expulsar el gas, por lo que no deberíamos poder ver el gas en órbita alrededor de la estrella". Durante mucho tiempo se pensó que tal vez había una masa oculta de gas, tal vez hidrógeno, que frenaba el flujo de salida, justo cuando el agua frena al nadador. Ahora, los autores piensan que el material de frenado misterioso es el carbono ionizado (átomos que han perdido un electrón dándoles una carga positiva neta). Los iones se atraen y repelen entre sí debido a la fuerza electrostática. El carbono no es expulsado de la estrella, por lo que el carbono ionizado visto es muy bueno para desacelerar los otros iones gaseosos.
Sin embargo, lo que los datos no responden es lo que puso el carbono allí en primer lugar. Los astrónomos compararon la composición elemental del gas con la del polvo del cometa Halley, un tipo de meteorito muy antiguo, y las abundancias elementales de nuestro Sol. "No coincidía en absoluto", comentó Roberge.
El gas sorprendentemente rico en carbono apunta en dos direcciones posibles. Los asteroides y los cometas que orbitan alrededor de Beta Pictoris pueden contener grandes cantidades de material rico en carbono como el grafito y el metano. Los planetas que se formaron a partir de tales cuerpos serían muy diferentes de los del sistema solar y podrían tener atmósferas ricas en metano, como Titán, una luna de Saturno. O los asteroides y cometas Beta Pictoris podrían ser como los de nuestro sistema solar cuando eran jóvenes. En ese momento, podrían haber contenido mucho más material orgánico que los asteroides y los cometas que parecen hoy. Si es así, se entregaron más componentes básicos de la vida a la Tierra primitiva de lo que se pensaba anteriormente.
Al comentar cómo determinar dónde se originó el carbono, Weinberger señaló: “Si pudiéramos descubrir cuán rico en carbono es el polvo cerca de la estrella, lo que podría ser posible con futuros telescopios infrarrojos grandes, podríamos descubrir si el polvo es plausible fuente del carbono ". En una ruptura de un planetesimal, se producirían todos los elementos encontrados en los meteoritos, por lo que el polvo coincidiría con el de un meteorito. Es casi seguro que estas colisiones están ocurriendo en la porción del disco Beta Pictoris cerca de la estrella. Los cuerpos helados, bastante lejos de la estrella, podrían estar perdiendo metano volátil, pero no agua. Y esto enriquecería el disco en carbono e hidrógeno.
¿Son comunes o raros los sistemas como Beta Pictoris? Esta información ayudaría a los científicos a comprender mejor las implicaciones del trabajo actual. Beta Pictoris es, con mucho, el disco mejor estudiado de su clase y el único en el que se ha observado el gas con tanto detalle. Es muy probable que esta situación siga siendo así hasta la llegada de un futuro telescopio ultravioleta espacial, o grandes instalaciones de telescopios terrestres que operen en longitudes de onda de radio, como el Atacama Large Millimeter Array, cuya finalización está programada para 2012.
Fuente original: Comunicado de prensa de Carnegie
