Rica en agua planetaria son los bloques encontrado alrededor de enanas blancas

Astrónomos usando el telescopio espacial Hubble de la NASA han encontrado los cimientos de los planetas sólidos que son capaces de tener grandes cantidades de agua. Estos escombros rocosos, orbitando una estrella enana blanca llamada GD 61, es considerado una reliquia de un sistema planetario que sobrevivió el agotamiento de su estrella. El hallazgo sugiere que el sistema estelar — ubicado a unos 150 años luz lejos y al final de su vida — tenía el potencial para contener exoplanetas como la Tierra, dicen los investigadores.

"Estos bloques ricos en agua y los planetas terrestres que se reúnen, puede de hecho ser común. Un sistema no puede crear cosas tan grandes como los asteroides y evitar construir planetas y GD 61 tenía los ingredientes para entregar grandes cantidades de agua a sus superficies,"según Jay Farihi de la Universidad de Cambridge, Reino Unido. Aunque es difícil predecir exactamente qué tipos de planetas podría haber habido, Farihi destacó que, "nuestros resultados demuestran que hubo definitivamente potencial de planetas habitables en este sistema de exoplanetary. El sistema tenía casi seguro (y posiblemente todavía tiene) planetas, y tenía los ingredientes para entregar grandes cantidades de agua a sus superficies.

Los nuevos resultados de investigación se informan hoy en la revista Science.

Observaciones realizadas con espectrógrafo de orígenes cósmicos del Hubble (COS) permitieron al equipo, liderado por Farihi, para hacer un análisis químico robusto de los escombros cayendo en GD 61. El descubrimiento complementa otras principales observaciones astronómicas que miden el tamaño y la densidad de los planetas, pero no su composición actual, dicen los investigadores.

"El único medio factible para ver de qué está hecho un planeta lejano es desarmar, y esto hace la naturaleza para nosotros el uso de las fuerzas de marea gravitacionales fuertes de estrellas enanas blancas," dijo Farihi. "Esta técnica permite mira a la química que construye los planetas rocosos y es un método totalmente independiente de otros tipos de observaciones exoplaneta".

La enana blanca GD 61 es una reliquia de una estrella que se quemó una vez más caliente y más brillante que nuestro Sol. La estrella agota su combustible en apenas 1.500 millones de años. (Nuestro Sol durará aproximadamente diez veces más.)

Ahora el ULTRAVIOLETA Space Explorer (fusible de la NASA) primero encontró una abundancia de oxígeno en la atmósfera de la enana en 2008. Eventualmente los astrónomos se dieron cuenta que era la firma indicadoras de material que caía en la estrella y contaminaba la atmósfera. Enanas blancas suelen tener hidrógeno puro o atmósferas de helio puro. El escenario de "enana blanca contaminada" fue reforzado por las observaciones del telescopio espacial Spitzer de la NASA en 2011, el cual mostró que la estrella tiene un disco firmemente en órbita que contienen desechos que cae sobre la estrella y contaminación el ambiente prístino de lo contrario.

La única manera de obtener una medición más precisa de la cantidad de oxígeno en los escombros alrededor de 61 GD requiere observaciones en el ultravioleta, que sólo pueden ser realizados por encima de la atmósfera terrestre. El equipo ha utilizado COS a bordo del Hubble para obtener los datos requeridos. Las observaciones de COS fueron luego analizadas por Detlev Koester de la Universidad de Kiel, en Alemania, utilizando un modelo computarizado de la atmósfera de la enana blanca para derivar las abundancias elementales.

Peinando sus resultados con un estudio anterior que utilizó el W. M. Keck Observatory en la cima del Mauna Kea, Hawai, el equipo detectó también magnesio, silicio y hierro, que, junto con el oxígeno, son los principales componentes de las rocas. Contando el número de estos elementos en relación con el oxígeno, los investigadores fueron capaces de predecir cuánto oxígeno debe estar en la atmósfera de la enana blanca. Encontraron significativamente más oxígeno de lo que debería haber llevado solos rocas minerales. "El exceso de oxígeno puede ser llevado por el agua o carbón mono - o dióxido. En esta estrella no hay prácticamente carbono, indicando que debe haber habido agua sustancial,"dijo Boris Gnsicke de la Universidad de Warwick, en Coventry, Reino Unido. Agregó que la pequeña cantidad de carbono en la enana blanca descarta cometas visto como la fuente de agua. Los cometas son ricos en compuestos de agua y carbono.

En su encuesta Hubble el equipo observó casi 100 enanas blancas. El análisis está todavía en curso, pero el equipo estima que al menos el 20 por ciento de las enanas muestran continua acumulación de escombros planetarios, y posiblemente podría ser tan alto como el 50 por ciento.

¿Cómo caen los asteroides en el remanente estelar? El mejor modelo en la actualidad se basa en cómo Júpiter perturba a los miembros de nuestro cinturón principal de asteroides. Las lagunas de Kirkwood en el cinturón de asteroides representan áreas donde los asteroides seden energía a Júpiter y a veces caen en el Sol.

Infrarrojas observaciones con el telescopio Spitzer demuestran que Sol-como las estrellas que son similares a la estrella de GD 61 tienen cinturones de escombros interna análogos a nuestro cinturón principal de asteroides. Y, curiosamente, estos sistemas parecen tener una brecha a las afueras de sus cinturones de interiores que puede ser causada por uno o más planetas, dicen los investigadores. "Parece que un patrón de un planeta al lado de un cinturón de asteroides cuyos miembros expulsados hacia la estrella puede ser una característica común de los sistemas solares," dijo Farihi.

La Tierra es esencialmente un planeta "seco", con sólo el 0,02 por ciento de su masa como agua superficial. Así que los océanos llegaron mucho después de que se había formado, más probable es que cuando los asteroides ricos en agua en el sistema solar se estrellaron en nuestro planeta.

El nuevo descubrimiento muestra que la misma agua "sistema de entrega" podría haber ocurrido en sistema solar de esta estrella distante, muerta — como la evidencia más reciente apunta a que contiene un tipo similar de asteroide rico en agua que primero habría traído agua a la Tierra.

6.000 millones de años a partir de ahora un astrónomo alienígena verá la abundancias similar en la atmósfera de nuestro Sol quemado, la medición puede alcanzar la misma conclusión que los planetas terrestres una vez habían marcado nuestra estrella. Aunque la estrella progenitora era diferente de nuestro Sol, sin embargo, "es una mirada hacia nuestro futuro," dijo Gänsicke.

CONTACTO

Ray Villard

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Villard@STScI.edu

Jay Farihi

Universidad de Cambridge

Instituto de Astronomía

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