Fotografía de exoplaneta en Beta Pictoris.

Continúa la captura de fotografías directas de exoplanetas, esta vez a cargo del Observatorio Austral Europeo (ESO), en Chile.

Un equipo de astrónomos franceses que utilizó el Telescopio Muy Grande (VLT) de ESO ha descubierto un objeto localizado muy cerca de la estrella Beta Pictoris, y que aparentemente se encuentra dentro de su disco.

Con una distancia proyectada a la estrella de apenas 8 veces la existente entre la Tierra y el Sol, este objeto es muy probablemente el planeta gigante que se sospechaba que allí había a causa de la forma peculiar del disco y de las previamente observadas caídas de cometas hacia la estrella. Sería entonces la primera imagen de un planeta que se encuentra a una distancia de su estrella similar a la de Saturno con el Sol.

ESO PR Photo 42b/08 – Beta Pictoris vista en el infrarrojo.

Imagen compuesta de la zona que rodea a Beta Pictoris vista en infrarrojo. La parte exterior muestra la luz reflejada en el disco de polvo, observada en 1996 con ADONIS en el telescopio ESO de 3,6 mts; la parte interior es la observada con NACO en el VLT. El área corresponde a 0,44 arcosegundos del cielo, o sea el ángulo sostenido por una moneda de un euro vista a 10 kilómetros. Ambas partes fueron obtenidas con telescopios de ESO equipados con óptica adaptable.

La caliente estrella Beta Pictoris es uno de los ejemplos mejor conocidos de estrellas rodeadas por un disco de “escombros”. Estos discos están compuestos por el polvo resultante de las colisiones entre cuerpos más grandes, tales como embriones planetarios o asteroides. Son una versión más grande del polvo zodiacal de nuestro sistema solar.

Este disco fue el primero en ser fotografiado (en fechas tan tempranas como 1984) y continúa siendo el sistema más estudiado. Observaciones anteriores mostraban una combadura o alabeo en el disco, un segundo disco inclinado y cometas que caían hacia la estrella. “Estos son signos indicadores indirectos que sugieren fuertemente la presencia de un planeta masivo ubicado a entre 5 y 10 veces la distancia media Tierra-Sol, con respecto a su estrella central”, dice la líder del equipo Anne-Marie Lagrange. “Sin embargo, el estudio de la región interior misma del disco, tan cerca de la refulgente estrella, es una tarea ímproba”.

En 2003 el equipo francés utilizó el instrumento NAOS-CONICA (o NACO [1]), montado en una de las Unidades Telescopio de 8,2 metros del Telescopio Muy Grande de ESO, para beneficiarse tanto de la alta calidad de imagen proporcionada por el sistema de óptica adaptable en las longitudes de onda del infrarrojo como de la buena dinámica ofrecida por el detecto, a los efectos del estudio de los alrededores inmediatos de Beta Pictoris.

Recientemente, un miembro del equipo analizó nuevamente los datos con un procedimiento diferente en búsqueda de trazas de algún compañero de la estrella. De hecho, las longitudes de onda del infrarrojo son muy aptas para tal trabajo.

“En este caso, el verdadero reto era identificar y sustraer tan precisamente como sea posible el brillante halo estelar”, explica Lagrange. “Pudimos lograrlo luego de una selección drástica y precisa de las mejores imágenes registradas durante nuestras observaciones”.

La experiencia probó ser muy provechosa, ya que los astrónomos pudieron distinguir un tenue resplandor puntual bien dentro del halo de la estrella. Para eliminar la posibilidad de que fuera algo creado por el telescopio y no un objeto real, se realizó toda una batería de comprobaciones y varios miembros del equipo, utilizando tres métodos diferentes, realizaron el análisis en forma independiente, siempre con el mismo resultado. Más aún, el objeto compañero también fue descubierto en otro conjunto de datos, fortaleciendo aún más la conclusión a la que arribó el equipo: el compañero es real.

“Nuestras observaciones apuntan a la presencia de un planeta gigante, unas 8 veces más masivo que Júpiter y con una distancia proyecta hasta su estrella de alrededor de 8 veces la distancia Tierra-Sol, es decir, aproximadamente igual a la distancia Saturno-Sol en nuestro sistema” [2], dice Lagrange.

“Sin embargo, todavía no podemos descartar definitivamente que el candidato a compañero pueda ser un objeto que esté en primer plano o en el fondo”, previene el co-autor Gael Chauvin. “Para eliminar esta pequeñísima posibilidad necesitaremos realizar nuevas observaciones que confirmen la naturaleza del descubrimiento”.

El equipo también escudriñó en los archivos del Telescopio Espacial Hubble, pero no pudo ver nada, “mientras que la mayoría de los posibles objetos de primer o segundo plano habrían sido detectados”, remarca otro miembro del equipo, David Ehrenrecich.

El hecho de que el candidato a compañero se encuentre en el plano del disco también implica fuertemente que está unido a la estrella y en su disco protoplanetario.

“Más aún, el candidato a compañero muestra exactamente la masa y la distancia a su estrella principal necesarias para explicar todas las propiedades del disco. Esto es claramente otro clavo en el féretro de la hipótesis de falsa alarma”, agrega Lagrange.

Cuando sea confirmado, este candidato a compañero será el planeta más cercano a su estrella que haya sido fotografiado hasta la fecha. En particular, estará ubicado dentro de las órbitas de los planetas exteriores del sistema solar. De hecho, ya han sido fotografiados varios otros candidatos planetarios, pero todos están localizados más lejos de su estrella principal; si se lo colocara en nuestro sistema solar, estaría cerca o un poco más allá de la órbita del planeta más lejano, Neptuno.

Los procesos de formación de estos planetas distantes son, probablemente, bastante diferentes de los de nuestro sistema solar y de Beta Pictoris.

“La fotografía directa de planetas extrasolares es necesaria para comprobar los varios modelos de formación y evolución de sistemas planetarios. Pero este tipo de observaciones recién está comenzando. Limitadas actualmente a los planetas gigantes que orbitan alrededor de estrellas jóvenes, con los nuevos instrumentos del VLT y la próxima generación de telescopios ópticos, se extenderán en el futuro para la detección de planetas más fríos y viejos”, concluye el miembro del equipo Daniel Rouan.

Con apenas 12 millones de años de edad, la “estrella bebé” Beta Pictoris se encuentra localizada a unos 70 años-luz de nosotros, en la dirección de la constelación de Pictor (el Pintor).

NOTAS

[1] NACO es uno de los instrumentos del VLT de ESO que hacen uso de la óptica adaptable (AO = Adaptive Optics). Estos sistemas trabajan por medio de un espejo deformable controlado por computadora que contrarresta la distorsión de la imagen inducida por la turbulencia atmosférica (véase, en inglés: ESO Press Release 25/01).

[2] Los astrónomos únicamente pueden ver la separación proyectada entre la estrella y el planeta (es decir, la separación proyectada en el plano del cielo).

VLT de ESO en Paranal, Chile.