Astrofísicos liderados por un equipo del Trinity College Dublin han fotografiado, por primera vez, una gran cantidad de cinturones de exocometes alrededor de estrellas cercanas y los pequeños guijarros que contienen. Las imágenes nítidas muestran la luz emitida por estos guijarros de tamaño milimétrico dentro de los cinturones que orbitan alrededor de 74 estrellas cercanas de una amplia variedad de edades, desde aquellas que recién están emergiendo de su nacimiento hasta aquellas en sistemas más maduros como nuestro propio Sistema Solar. .
El estudio REASONS (REsolved ALMA and SMA Observations of Near Stars) marca un hito tan importante en el estudio de los cinturones exocometarios porque sus imágenes y análisis revelan dónde se encuentran los guijarros y, por tanto, los exocometes. Por lo general, se encuentran entre decenas y cientos de au (la distancia entre la Tierra y el Sol) de su estrella central.
En estas regiones, hace tanto frío (-250 a -150 grados Celsius) que la mayoría de los compuestos, incluida el agua, están congelados en forma de hielo en estos exocometas. Por tanto, lo que los astrofísicos observan es dónde se encuentran las reservas de hielo de los sistemas planetarios. REASONS es el primer programa que desvela la estructura de estos cinturones para una gran muestra de 74 sistemas exoplanetarios.
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) es un conjunto de 66 radiotelescopios en el desierto de Atacama en el norte de Chile, mientras que el Submillimeter Array (SMA) es un conjunto similar de ocho elementos en Hawaii. Ambos observan radiación electromagnética en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas. Este estudio utilizó ambos para producir imágenes que han proporcionado más información que nunca sobre las poblaciones de exocometas.
«Los exocometas son cantos rodados de roca y hielo, de al menos 1 km de tamaño, que chocan entre sí dentro de estos cinturones para producir los guijarros que observamos aquí con los conjuntos de telescopios ALMA y SMA. Los cinturones exocometarios se encuentran en al menos el 20% de los planetas. sistemas, incluido nuestro propio Sistema Solar», afirmó Luca Matrà, profesor asociado de la Trinity’s School of Physics y autor principal del artículo de investigación que acaba de publicarse en la revista Astronomía y Astrofísica.
El Dr. Sebastián Marino, investigador de la Royal Society University en la Universidad de Exeter y coautor de este estudio, añadió: «Las imágenes revelan una notable diversidad en la estructura de los cinturones. Algunos son anillos estrechos, como en la imagen canónica de un ‘cinturón’. ‘ como el cinturón Edgeworth-Kuiper de nuestro Sistema Solar, pero un mayor número de ellos son anchos y probablemente se describan mejor como ‘discos’ que como anillos».
Algunos sistemas tienen múltiples anillos/discos, algunos de los cuales son excéntricos, lo que proporciona evidencia de que todavía hay planetas indetectables y que su gravedad afecta la distribución de los guijarros en estos sistemas.
«El poder de un gran estudio como REASONS está en revelar propiedades y tendencias de toda la población», explicó el profesor Matrà.
«Por ejemplo, confirmó que el número de guijarros disminuye en los sistemas planetarios más antiguos a medida que los cinturones se agotan con exocometas más grandes que chocan entre sí, pero demostró por primera vez que esta disminución de guijarros es más rápida si el cinturón está más cerca de la estrella central. También mostró indirectamente, a través del espesor vertical de los cinturones, que es probable que en estos cinturones estén presentes objetos no observables de hasta 140 kilómetros del tamaño de la Luna.
Dr. David Wilner, astrofísico senior del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, subrayó: «Los conjuntos como ALMA y SMA utilizados en este trabajo son herramientas extraordinarias que continúan brindándonos nuevos e increíbles conocimientos sobre el universo y su funcionamiento. La encuesta REASONS requirió un gran esfuerzo comunitario y tiene un valor de legado increíble. , con múltiples vías potenciales para futuras investigaciones.
«Por ejemplo, el conjunto de datos de REASONS sobre las propiedades de los cinturones y sistemas planetarios permitirá estudiar el nacimiento y la evolución de estos cinturones, así como observaciones de seguimiento en todo el rango de longitudes de onda, desde el JWST hasta la próxima generación de telescopios extremadamente grandes y el próximo telescopio de ALMA. ARKS Large Program para ampliar aún más los detalles de estos cinturones».
