El observatorio espacial Herschel de la ESA ha observado por primera vez un cinturón de polvo – resultado de las colisiones entre cometas o asteroides – rodeando a una estrella subgigante que también tiene un sistema planetario.
Las estrellas como nuestro Sol, después de pasar miles de millones de años quemando hidrógeno en sus núcleos de forma ininterrumpida, terminan agotando sus reservas de combustible y comienzan a quemar las capas que rodean al núcleo. Como resultado, se hinchan convirtiéndose en estrellas subgigantes, antes de transformarse en gigantes rojas.
Durante la fase de estrella subgigante, los planetas, asteroides y cinturones de cometas que las rodean todavía tienen posibilidades de sobrevivir. Para comprender mejor este proceso, es necesario observar este tipo de sistemas y medir sus propiedades. La búsqueda comienza por las estrellas rodeadas por discos de polvo, generados por las colisiones entre cometas o asteroides.
Gracias a la gran sensibilidad del telescopio espacial Herschel para observar en la banda del infrarrojo lejano, los astrónomos han sido capaces de analizar la brillante emisión que rodea a la estrellaKappa Coronae Borealis(κ CrB, o Kappa Cor Bor), descubriendo un disco de escombros y polvo a su alrededor.
Esta estrella presenta una masa 1.5 veces superior a la de nuestro Sol, tiene unos 2.500 millones de años y se encuentra a unos 100 años luz de nuestro planeta.
Al observarla desde la Tierra, se descubrió que cuenta con un planeta gigante con el doble de masa que Júpiter, a una distancia de la estrella equivalente a la del Cinturón de Asteroides de nuestro propio Sistema Solar. Los astrónomos sospechan que podría existir un segundo planeta a su alrededor, pero todavía no han podido acotar su masa.
Las observaciones de Herschel ofrecen una inusual oportunidad para comprender mejor la vida de los sistemas planetarios en órbita a las estrellas subgigantes, y permiten estudiar en detalle la arquitectura de su disco y del sistema de planetas.
“Es la primera vez que detectamos una estrella ‘jubilada’ con un disco de escombros y uno o más planetas”, explica Amy Bonsor, del Instituto de Planetología y Astrofísica de Grenoble, autora principal de este estudio.
“El disco de escombros ha sobrevivido a toda la vida de la estrella sin ser destruido, al contrario que en nuestro propio Sistema Solar, donde la mayor parte de los escombros fue despejada durante una fase conocida como la era del Bombardeo Intenso Tardío, unos 600 millones de años después de que se formase el Sol”.
El equipo de Bonsor ha propuesto tres posibles configuraciones del disco y los planetas que se ajustarían a las observaciones de Kappa Cor Bor realizadas con Herschel.
El primer modelo sugiere la presencia de un único cinturón de polvo, continuo, que se extiende desde las 20 UA a las 220 UA (donde 1 UA, o Unidad Astronómica, es la distancia entre la Tierra y el Sol).
Si lo comparamos con nuestro Sistema Solar, nuestro disco de escombros de hielo – conocido como el Cinturón de Kuiper – se extiende en una franja mucho más estrecha, de 30 a 50 UA del Sol.
Según este modelo, uno de los planetas se encontraría a más de 7 UA de la estrella, y su influencia gravitatoria daría forma al borde interior del disco.
El segundo modelo presenta un disco que está siendo agitado por la influencia gravitatoria de dos planetas, que lo mezclan de tal forma que la tasa de producción de polvo alcanza un pico a unas 70-80 UA de la estrella.
Otra posibilidad sería que el disco de polvo estuviese dividido en dos cinturones más estrechos, centrados a 40 UA y 165 UA, respectivamente. La órbita del cuerpo exterior podría estar comprendida entre estos dos cinturones, a una distancia de 7 a 70 UA, dejando abierta la posibilidad de que se trate de un cuerpo más masivo que un planeta, como una enana marrón subestelar.
“Nos encontramos ante un sistema misterioso e intrigante: ¿hay uno o dos planetas dando forma a este disco? ¿existe una enana marrón en órbita a la estrella central, que ha dividido el disco en dos?” se planeta Bonsor.
Como este es el primer ejemplo detectado de una estrella subgigante con planetas y un disco de escombros a su alrededor, hacen falta más ejemplos para determinar si Kappa Cor Bor es un caso excepcional o algo común en el universo.
“Gracias a la gran sensibilidad de Herschel para observar en la banda del infrarrojo lejano, y a su gran archivo de datos, ya hemos encontrado pistas de otras estrellas subgigantes que podrían estar rodeadas por discos de polvo. Será necesario hacer nuevas observaciones para determinar si también cuentan con sistemas planetarios”, explica Göran Pilbratt, científico del proyecto Herschel para la ESA.