Según nuevas observaciones del Telescopio Espacial Hubble, un rastro de polvo oscuro alrededor de una estrella joven a 63 años luz de distancia parece estar mayormente plano contra el cielo visto desde la Tierra, sin extenderse demasiado hacia nosotros ni lejos de nosotros. La estructura, apodada Cola de Gato, está hecha casi en su totalidad de granos porosos ricos en carbono que pueden haberse formado en una colisión entre mundos aproximadamente del tamaño de Plutón.
El estudio, dirigido por el estudiante de doctorado Arin Avsar de la Universidad de Arizona y publicado en The Astrophysical Journal Letters, ofrece a los astrónomos una imagen más nítida de un sistema que se parece a nuestro propio sistema solar en su violenta juventud.
Beta Pictoris es importante porque está cerca, es joven y está de canto, lo que lo convierte en uno de los mejores laboratorios naturales para observar la interacción de planetas y escombros. Comprender cómo se forma y se mueve su polvo ayuda a los científicos a reconstruir lo que sucedió en nuestro propio vecindario hace miles de millones de años, cuando el Cinturón de Kuiper más allá de Neptuno pudo haber albergado cientos de cuerpos del tamaño de Plutón.
Una cola vista de lado, sin estirarse hacia nosotros
La Cola de Gato fue descubierta en 2024 por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, que la detectó sólo en luz infrarroja media como una rama curva de polvo que se desprende del disco secundario de escombros de la estrella. Estimaciones anteriores sugirieron que podría extenderse hasta 1.000 unidades astronómicas, aproximadamente 93 mil millones de millas.
Al equipo original de Webb le resultó difícil explicar la forma. “La característica de la cola del gato es muy inusual, y reproducir la curvatura con un modelo dinámico fue difícil”, dijo en ese momento Christopher Stark del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, según Space.com.
El nuevo trabajo utilizó el coronógrafo STIS del Hubble, que bloquea el resplandor de la estrella, en observaciones recopiladas en seis épocas entre 2012 y 2025. Combinando las imágenes de luz visible del Hubble con los datos infrarrojos de Webb y el modelado por computadora, el equipo reconstruyó la disposición tridimensional de la cola.
Su análisis sugiere que la estructura se encuentra principalmente en el plano del cielo. “La cola del gato puede extenderse recta hacia los lados en relación con nosotros, y no tiene una tercera dimensión”, dijo Avsar, según ScienceDaily.
Granos oscuros de hollín nacidos en una colisión
La composición de la nube ayuda a explicar por qué permaneció oculta de los telescopios de luz visible durante tanto tiempo. Está compuesto casi en su totalidad por material refractario orgánico, largas cadenas de átomos de carbono que absorben la luz visible y oscurecen mucho el polvo.
Los granos miden aproximadamente una micra de ancho (mucho más delgados que un cabello humano) y son muy porosos. Los investigadores los describen como esponjosos, más parecidos al hollín que a la arena sólida.
Esa porosidad apunta a un origen dramático. El equipo propone que la Cola de Gato se formó cuando chocaron dos cuerpos grandes, comparables en tamaño a Plutón. El coautor Kevin Wagner, becario postdoctoral Sagan de la NASA en la Universidad de Arizona, sugirió que el impacto podría haber sido lo suficientemente rápido como para vaporizar los granos de carbono, que luego se recondensaban en partículas sueltas y porosas a medida que el vapor se enfriaba.
Los autores señalan que ese mecanismo es incierto. Se ajusta a la evidencia, pero para confirmarlo se necesitarán más observaciones.
La idea también ayuda a conciliar las vistas de los dos telescopios. Webb vio la cola porque el polvo oscuro brilla en luz infrarroja media después de absorber la luz de las estrellas, mientras que los mismos granos reflejan relativamente poca luz visible. Se necesitaron exposiciones prolongadas y repetidas del Hubble para extraer ese tenue brillo disperso y probar cómo está orientada la estructura.
La química rica en carbono también se hace eco del material más cercano a casa. La misión OSIRIS-REx de la NASA devolvió muestras del asteroide Bennu, un cuerpo oscuro y rico en carbono, lo que brindó a los científicos una comparación del sistema solar con el tipo de material observado en Beta Pictoris.
La huella gravitacional de un planeta gigante
Hubble también descubrió una deformación inesperada en el halo de polvo más amplio alrededor de Beta Pictoris, una característica que el equipo no se propuso encontrar. Los investigadores sospechan que el planeta Beta Pic b, un gigante gaseoso de aproximadamente 10 veces la masa de Júpiter, está doblando el halo con su gravedad.
Ese hallazgo conecta los escombros con los planetas del sistema. Avsar dijo que muestra cómo los planetas masivos pueden formar polvo y cuerpos helados a cientos de unidades astronómicas de su estrella, mucho más allá de sus propias órbitas.
En nuestro sistema solar, se cree que Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno remodelaron el cinturón de Kuiper temprano de manera similar, dispersando cuerpos helados y limpiando gran parte de los escombros que alguna vez existieron. Beta Pictoris ofrece una visión en vivo de ese tipo de escultura en progreso.
El equipo incluye investigadores del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona en Tucson junto con colaboradores como Dániel Apai, Isabel Rebollido, Marshall Perrin y Christopher Stark. Rebollido y Stark formaron parte del equipo de 2024 Webb que informó por primera vez sobre Cat’s Tail, por lo que el nuevo artículo se basa directamente en ese descubrimiento anterior en lugar de provenir de un grupo no relacionado.
Límites de un disco de desechos
El estudio es observacional y revisado por pares, y combina imágenes de telescopios con modelado. Sus conclusiones sobre la geometría se basan en cómo el equipo interpreta la luz dispersada, y su explicación de cómo se formaron los granos es una hipótesis que, según los autores, aún necesita ser probada.
Beta Pictoris es también un sistema y joven. No todos los sistemas planetarios seguirán el mismo camino y los hallazgos no establecen que nuestro sistema solar tuviera una cola idéntica.
No hay ningún impacto práctico para las personas en la Tierra y no implica ningún peligro de ningún tipo. El valor es científico: una visión más clara de cómo interactúan las colisiones, el polvo y los planetas gigantes mientras un sistema planetario aún se está formando. Las futuras observaciones de Webb podrían rastrear si la cola cambia de forma con el tiempo, lo que ayudaría a confirmar su origen y edad.
La conclusión es que Hubble ha demostrado que la Cola de Gato es una pulverización plana y lateral de polvo de carbono oscuro y esponjoso, probablemente la cicatriz de un accidente gigante, con un planeta gigante cercano doblando el halo más ancho. Es una de las ventanas más claras hasta ahora al tipo de caos que construyó mundos como el nuestro.
Lo que los lectores quieren saber
¿Qué es la cola del gato?
Es un rastro curvo de polvo oscuro en el disco de escombros alrededor de Beta Pictoris, una estrella joven a unos 63 años luz de distancia en la constelación de Pictor.
¿Qué encontró el nuevo estudio?
Los datos del Hubble sugieren que, desde nuestro punto de vista, la cola se encuentra prácticamente plana contra el cielo y está hecha casi en su totalidad de granos de polvo porosos y ricos en carbono.
¿Cómo se formó el polvo?
Los investigadores proponen una colisión entre cuerpos del tamaño de Plutón que vaporizaron granos de carbono que luego se volvieron a condensar como partículas esponjosas. Los autores dicen que esto sigue siendo incierto.
¿Cuál es el papel de Beta Pic b?
Se sospecha que el planeta gigante, aproximadamente 10 veces la masa de Júpiter, deforma el halo de polvo exterior con su gravedad.
¿Por qué esto es importante para nuestro sistema solar?
Ofrece una vista de las colisiones y la escultura impulsada por planetas que probablemente dieron forma a nuestro joven sistema solar, incluido el primer Cinturón de Kuiper.
¿Qué telescopios se utilizaron?
Webb descubrió la cola en luz infrarroja en 2024, y el coronógrafo STIS del Hubble proporcionó las nuevas observaciones en luz visible.
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