En la película de 1997 «Contact», adaptada de la novela de Carl Sagan de 1985, la científica principal Ellie Arroway (interpretada por la actriz Jodi Foster) realiza un viaje en un agujero de gusano construido por extraterrestres hasta la estrella Vega. Ella emerge dentro de una tormenta de nieve de escombros que rodea la estrella, pero no se ven planetas obvios.
Parece que los realizadores acertaron.
Un equipo de astrónomos de la Universidad de Arizona en Tucson utilizó los telescopios espaciales Hubble y James Webb de la NASA para observar en profundidad sin precedentes el disco de escombros de casi 100 mil millones de millas de diámetro que rodea Vega. «Entre los telescopios Hubble y Webb se obtiene una visión muy clara de Vega. Es un sistema misterioso porque no se parece a otros discos circunestelares que hemos observado», dijo Andras Gáspár de la Universidad de Arizona, miembro del equipo de investigación. «El disco Vega es suave, ridículamente suave».
La gran sorpresa para el equipo de investigación es que no hay evidencia obvia de que uno o más planetas grandes atraviesen el disco frontal como tractores de nieve. «Nos está haciendo repensar el alcance y la variedad entre los sistemas de exoplanetas», dijo Kate Su de la Universidad de Arizona, autora principal del artículo que presenta los hallazgos de Webb.
Webb ve el brillo infrarrojo de un disco de partículas del tamaño de arena que giran alrededor de la chisporroteante estrella blanca azulada que es 40 veces más brillante que nuestro Sol. Hubble captura un halo exterior de este disco, con partículas no mayores que la consistencia del humo que reflejan la luz de las estrellas.
La distribución del polvo en el disco de escombros de Vega es estratificada porque la presión de la luz de las estrellas expulsa los granos más pequeños más rápido que los granos más grandes. «Diferentes tipos de física ubicarán partículas de diferentes tamaños en diferentes lugares», dijo Schuyler Wolff del equipo de la Universidad de Arizona, autor principal del artículo que presenta los hallazgos del Hubble. «El hecho de que estemos viendo tamaños de partículas de polvo ordenados puede ayudarnos a comprender la dinámica subyacente en los discos circunestelares».
El disco Vega tiene una brecha sutil, alrededor de 60 AU (unidades astronómicas) de la estrella (el doble de la distancia de Neptuno al Sol), pero por lo demás es muy suave hasta que se pierde en el resplandor de la estrella. Esto demuestra que no hay planetas de al menos la masa de Neptuno circulando en órbitas grandes, como en nuestro sistema solar, dicen los investigadores.
«Estamos viendo en detalle cuánta variedad hay entre los discos circunestelares y cómo esa variedad está ligada a los sistemas planetarios subyacentes. Estamos descubriendo mucho sobre los sistemas planetarios, incluso cuando no podemos ver qué podría ser planetas ocultos», añadió Su. «Aún hay muchas incógnitas en el proceso de formación de planetas, y creo que estas nuevas observaciones de Vega ayudarán a limitar los modelos de formación de planetas».
Diversidad de discos
Las estrellas recién formadas acumulan material a partir de un disco de polvo y gas que es el remanente aplanado de la nube a partir de la cual se están formando. A mediados de la década de 1990, Hubble encontró discos alrededor de muchas estrellas en formación. Los discos son probablemente sitios de formación, migración y, a veces, destrucción de planetas. Las estrellas completamente maduras como Vega tienen discos de polvo enriquecidos por continuas colisiones de «autos chocadores» entre asteroides en órbita y restos de cometas en evaporación. Se trata de cuerpos primordiales que pueden sobrevivir hasta la edad actual de Vega, de 450 millones de años (nuestro Sol es aproximadamente diez veces más antiguo que Vega). El polvo dentro de nuestro sistema solar (visto como la luz zodiacal) también se repone mediante cuerpos menores que expulsan polvo a una velocidad de aproximadamente 10 toneladas por segundo. Este polvo es empujado por los planetas. Esto proporciona una estrategia para detectar planetas alrededor de otras estrellas sin verlos directamente, simplemente presenciando los efectos que tienen en el polvo.
«Vega sigue siendo inusual», afirma Wolff. «La arquitectura del sistema Vega es marcadamente diferente de nuestro propio sistema solar, donde planetas gigantes como Júpiter y Saturno impiden que el polvo se propague como lo hace con Vega».
A modo de comparación, hay una estrella cercana, Fomalhaut, que tiene aproximadamente la misma distancia, edad y temperatura que Vega. Pero la arquitectura circunestelar de Fomalhaut es muy diferente de la de Vega. Fomalhaut tiene tres cinturones de escombros anidados.
Se sugiere que los planetas son cuerpos pastores alrededor de Fomalhaut que constriñen gravitacionalmente el polvo en anillos, aunque todavía no se ha identificado positivamente ningún planeta. «Dada la similitud física entre las estrellas de Vega y Fomalhaut, ¿por qué parece que Fomalhaut pudo formar planetas y Vega no?» dijo el miembro del equipo George Rieke de la Universidad de Arizona, miembro del equipo de investigación. «¿Cuál es la diferencia? ¿El ambiente circunestelar, o la propia estrella, crearon esa diferencia? Lo que es desconcertante es que la misma física está funcionando en ambos», añadió Wolff.
Primera pista sobre posibles patios de construcción planetarios
Ubicada en la constelación de verano de Lyra, Vega es una de las estrellas más brillantes del cielo del norte. Vega es legendaria porque ofreció la primera evidencia de material orbitando alrededor de una estrella (presumiblemente el material para formar planetas) como posibles moradas de vida. Immanuel Kant planteó esta hipótesis por primera vez en 1775. Pero tuvieron que pasar más de 200 años antes de que se reuniera la primera evidencia observacional en 1984. El IRAS (satélite de astronomía infrarroja) de la NASA detectó un desconcertante exceso de luz infrarroja proveniente del polvo caliente. Se interpretó como una capa o disco de polvo que se extendía dos veces el radio orbital de Plutón desde la estrella.
En 2005, el telescopio espacial infrarrojo Spitzer de la NASA trazó un mapa de un anillo de polvo alrededor de Vega. Esto fue confirmado además por observaciones utilizando telescopios submilimétricos, incluido el Observatorio Submilimétrico de Caltech en Mauna Kea, Hawaii, y también el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile, y el Telescopio Espacial Herschel de la ESA (Agencia Espacial Europea), pero ninguno de estos telescopios. Pude ver muchos detalles. «Las observaciones de Hubble y Webb juntas proporcionan tantos más detalles que nos dicen algo completamente nuevo sobre el sistema Vega que nadie sabía antes», dijo Rieke.
Dos artículos (Wolff et al. y Su et. al.) del equipo de Arizona se publicarán en La revista astrofísica.
