17 de febrero de 2008

Quizá la mayoría de las estrellas próximas de tipo solar puedan formar planetas

Imagen: NASA/JPL-Caltech

Los astrónomos han descubierto que los planetas terrestres podrían formarse en torno a muchas, si no la mayoría, de las estrellas cercanas similares al Sol de nuestra galaxia. Estos nuevos resultados sugieren que los mundos con posibilidades de vida podrían ser más comunes de lo que pensábamos. El astrónomo Michael Meyer, de la Universidad de Arizona, en Tucson, y sus colegas utilizaron el telescopio espacial Spitzer, de la NASA, para determinar si los sistemas planetarios como el nuestro son comunes o raros en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Ellos encontraron que al menos el 20 por ciento, y posiblemente hasta el 60 por ciento, de las estrellas similares al Sol son candidatas para la formación de planetas rocosos.

Meyer presentó sus hallazgos en la reunión anual de la Asociación Americana para el Avance de las Ciencias, en Boston. Los resultados aparecen en el número del 1 de febrero de 2008 del Astrophysical Journal Letters.

Los astrónomos utilizaron un estudio global de Spitzer de seis conjuntos de estrellas, agrupadas en función de su edad, con masas comparables al Sol. El Sol tiene unos 4.600 millones de años de edad. "Queríamos estudiar la evolución del gas y el polvo alrededor de estrellas similares al Sol y comparar los resultados con cómo nosotros creemos que el Sistema Solar se veía en fases más tempranas de su evolución", dice Meyer.

El telescopio Spitzer no detecta planetas directamente. En lugar de ello, detecta polvo, los escombros remanentes de la colisión que forma los planetas, en el rango infrarrojo de longitudes de onda. El polvo más caliente se detecta en longitudes de onda más cortas, entre 3,6 y 8 micrones. El polvo frío se detecta en longitudes de onda más largas, entre 70 y 160 micrones. El polvo tibio se detecta en longitudes de onda de 24 micrones. Como el polvo más cercano a la estrella es más caliente que el polvo más lejano a la estrella, el polvo más "tibio" traza el material en órbita alrededor de la estrella a una distancia comparable a la distancia entre la Tierra y Júpiter.

"Hemos encontrado que alrededor de 10 a 20 por ciento de las estrellas en cada uno de los cuatro grupos más jóvenes muestran emisión en 24 micrones debida a polvo", dice Meyer. "Pero no solemos ver polvo tibio alrededor de estrellas de más de 300 millones de años. La frecuencia cae abruptamente".

"Esto es comparable a las escalas de tiempo que se piensa abarcan la formación y evolución dinámica del Sistema Solar", añadió. "Los modelos teóricos y los datos de meteoritos sugieren que la Tierra se formó entre 10 y 50 millones de años a partir de las colisiones entre pequeños cuerpos."

En un estudio separado, Thayne Currie y Scott Kenyon del Observatorio Smithsoniano de Astrofísica, en Cambridge, Mass., y sus colegas también encontraron pruebas de polvo de planetas terrestres en torno a estrellas en formación entre 10 y 30 millones de años de edad. "Estas observaciones sugieren que lo que haya conducido a la formación de la Tierra podría estar ocurriendo en torno a muchas estrellas de entre tres millones y 300 millones de años de edad," dice Meyer.

Kenyon y Ben Bromley de la Universidad de Utah, en Salt Lake City, han desarrollado modelos de formación de planetas que proporcionan un escenario plausible. Sus modelos predicen que el polvo tibio debería detectarse en la longitud de onda de 24 micrones como pequeños cuerpos rocosos chocando y fusionándose. "Nuestro trabajo sugiere que el polvo tibio detectado por Meyer y sus colegas es el resultado natural de la formación de planetas rocosos. Predecimos una mayor frecuencia de emisión de polvo para las estrellas jóvenes, tal como Spitzer observa", dijo Kenyon.

La cantidad de estrellas que forman planetas es ambigua, porque hay más de una forma de interpretar los datos de Spitzer, dijo Meyer. La emisión por parte del polvo tibio que observó Spitzer en alrededor del 20 por ciento de la cohorte de las estrellas más jóvenes podría persistir con la edad de las estrellas. Es decir, el polvo tibio generado por las colisiones en torno a estrellas de 3 a 10 millones de años de edad podría persistir más y aparecer como emisión de polvo tibio visto alrededor de estrellas entre 10 y 30 millones de años y así sucesivamente. Interpretando los datos de esta manera, alrededor de una de cada cinco estrellas de tipo solar es potencialmente formadora de planetas, dice Meyer.

Hay otra manera de interpretar los datos. "Un escenario optimista puede sugerir que los discos más grandes y más masivos se someterían a galopantes procesos de colisión y ensamblar rápidamente sus planetas. Eso es lo que se podría estar viendo en las estrellas más jóvenes. Sus discos duros viven y mueren jóvenes, brillando muy pronto para luego desvanecer", dijo Meyer. "Sin embargo, los discos más pequeños y menos masivos se encenderán más tarde. La formación de planetas, en este caso, se retrasa porque hay menos partículas que choquen entre sí."

Si esto es correcto y la mayoría de los discos masivos forma primero sus planetas y a los discos menos masivos les toma de 10 a 100 veces más tiempo, entonces hasta el 62 por ciento de las estrellas estudiadas han formado o pueden formar planetas. "La respuesta correcta probablemente se encuentre en algún lugar entre el caso pesimista de menos de 20 por ciento y el caso optimista de más del 60 por ciento", dice Meyer.

La próxima prueba crítica de la afirmación de que los planetas terrestres podrían ser comunes alrededor de estrellas como el Sol vendrá el próximo año con el lanzamiento de la misión Kepler de la NASA.

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.jpl.nasa.gov/