El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha observado evidencia que apunta a la colisión de asteroides en un sistema estelar vecino. El polvo resultante levantado por la colisión tiene una masa equivalente a unas 100.000 veces la del asteroide que mató a los dinosaurios.
Los asteroides fueron vistos chocando entre sí en Beta Pictoris, un sistema estelar ubicado a unos 63,4 años luz del sistema solar. Este sistema estelar es conocido por su relativa juventud; Tiene entre 20 y 25 millones de años, lo que lo convierte en un niño celestial en comparación con nuestro Sistema solar de 4.600 millones de años. El hecho de que Beta Pictoris esté todavía en medio de formación temprana de planetas Esto significa que la observación del JWST de asteroides en colisión dentro de este sistema estelar podría arrojar luz sobre los procesos volátiles que dieron forma a vecindarios como el sistema solar en su infancia.
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«Beta Pictoris está en una edad en la que la formación de planetas en el zona del planeta terrestre todavía está en curso a través de colisiones de asteroides gigantes, por lo que lo que podríamos estar viendo aquí es básicamente cómo se están formando planetas rocosos y otros cuerpos en tiempo real», dijo en un comunicado la líder del equipo Christine Chen, astrónoma de la Universidad Johns Hopkins.
Cómo el JWST vio cambios en torno a Beta Pictoris
Aunque están relativamente cerca, la distancia entre el sistema solar y Beta Pictoris es lo suficientemente grande como para que sea posible detectarlos directamente. asteroides chocando en este último increíblemente difícil. De hecho, más allá de la distancia, sería necesario captar una colisión en medio del polvoriento toroide de gas y polvo alrededor de la joven estrella Beta Pictoris, llamada «disco protoplanetario«.
Para realizar esta detección, Chen y sus colegas compararon nuevos datos del JWST con observaciones recopiladas por el Telescopio espacial Spitzer entre 2004 y 2005. Esto reveló cambios significativos en las firmas energéticas de los granos de polvo alrededor de Beta Pictoris, con un enfoque particular en el calor emitido por los minerales que se encuentran comúnmente alrededor de estrellas jóvenes, así como en la Tierra. Se llaman «silicatos cristalinos».
Las medidas detalladas tomadas por el JWST permitió al equipo buscar partículas de polvo en la región de Beta Pictoris que Spitzer había sondeado previamente. No encontraron rastros de partículas vistas por Spitzer hace dos décadas. Esto implicaba que un colisión cataclísmica entre asteroides u otros objetos alrededor de Beta Pictoris tuvo lugar hace unos 20 años. Un choque así habría pulverizado estos cuerpos, convirtiéndolos en una lluvia de partículas tan finas como azúcar en polvo.
«Creemos que todo ese polvo es lo que vimos inicialmente en los datos de Spitzer de 2004 y 2005», dijo Chen. «Con los nuevos datos del JWST, la mejor explicación que tenemos es que, de hecho, fuimos testigos de las consecuencias de un evento catastrófico poco frecuente entre grandes cuerpos del tamaño de asteroides, lo que marca un cambio completo en nuestra comprensión de este sistema estelar».
El polvo de la colisión de asteroides está ausente en las imágenes del JWST porque radiación de la estrella Desde entonces, Beta Pictoris ha dispersado dichas partículas. Las emisiones vistas por Spitzer hace 20 años representaron el inicio de este proceso, cuando el polvo era calentado por la radiación estelar y emitía energía térmica. El alejamiento de la estrella central también ha provocado que el polvo se enfríe, lo que significa que ya no se produce su emisión térmica.
Anteriormente se había asumido que las observaciones de Spitzer de la región eran el resultado de pequeños cuerpos alrededor de Beta Pictoris moliendo y reponiendo constantemente el polvo con el tiempo. Sin embargo, los datos del JWST indican que este polvo en realidad no se repone cuando la estrella central lo expulsa.
La relativa proximidad de Beta Pictoris, que se sabe alberga dos exoplanetas jóvenesy su juventud ha convertido a este sistema planetario en un objetivo principal para los astrónomos que intentan comprender los procesos que gobiernan formación planetaria.
«La pregunta que estamos tratando de contextualizar es si todo este proceso de formación de planetas terrestres y gigantes es común o raro, y la pregunta aún más básica: ¿Son tan raros los sistemas planetarios como el sistema solar?» dijo en el comunicado el miembro del equipo Kadin Worthen, estudiante de doctorado en astrofísica en Johns Hopkins. «Básicamente estamos tratando de entender cuán raros o promedio somos».
Esta nueva investigación destaca la capacidad del JWST para investigar las complejidades de los sistemas planetarios y los planetas extrasolares, o «exoplanetas.» El telescopio espacial de 10 mil millones de dólares podría ayudar a explicar por qué los sistemas planetarios a veces se forman como el sistema solar y, otras veces, adoptan morfologías diferentes.
El JWST también podría ayudar a los astrónomos a descubrir cómo las turbulencias tempranas alrededor de las estrellas afectan las atmósferas, el contenido de agua y otros aspectos clave de la habitabilidad de sus planetas.
«La mayoría de los descubrimientos del JWST provienen de cosas que el telescopio ha detectado directamente», dijo en el comunicado el miembro del equipo Cicero Lu, ex estudiante de doctorado en astrofísica de Johns Hopkins. «En este caso, la historia es un poco diferente porque nuestros resultados provienen de lo que JWST no vio».
El equipo presentó sus resultados el lunes (10 de junio) en la 244ª Reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Madison, Wisconsin.