Un equipo de astrónomos investiga 500 cometas alrededor de una estrella

Beta Pictoris es una estrella joven, de unos 20 millones de años (frente a los 4.600 millones de edad del Sol), situada a unos 63 años luz del Sistema Solar, con un gran disco de materia a su alrededor y un planeta gigante conocido en órbita. También tiene, al menos, 493 cometas en su entorno que han sido estudiados por un equipo de astrónomos que han descubierto que son de dos familias claramente diferenciados: los viejos cometas, que han pasado ya muchas veces cerca de la estrella y están prácticamente exhaustos, y los más activos, que han debido producirse recientemente por fractura de uno mayor. “Es el censo más completo de cometas alrededor de otra estrella que se ha realizado hasta ahora”, afirma el Observatorio Europeo Austral (ESO). “¡Beta Pictoris es un objetivo muy emocionante! Las observaciones detalladas de sus exocometas nos dan pistas para comprender qué procesos ocurren en este tipo de sistema planetario joven”, señala Flavien Kiefer (investigador del Instituto de Astrofísica de París y del Centro Nacional de Investigación Científica, CNRS, francés), líder de la investigación.

Los astrónomos, que dan a conocer esta semana sus resultados en la revista Nature, han analizado los datos de más de un millar de observaciones de posibles cometas realizadas entre 2003 y 2011 con el instrumento HARPS, en el telescopio de 3,6 metros del ESO en La Silla (Chile), muy productivo en la búsqueda e investigación de planetas extrasolares. Desde hace más de tres décadas, se conocen los ligeros cambios de luminosidad de Beta Pictoris cuando un cuerpo, presumiblemente un cometa, pasa por delante de la estrella en la línea de visión desde la Tierra, apunta el ESO. Son objetos celestes de escasa luminosidad en comparación con la del astro y no es posible, con la tecnología actual, fotografiarlos directamente. Pero las grandes colas de gas y polvo que forman al acercarse a la estrella y evaporarse el hielo que los forma –como los cometas en el Sistema Solar- absorben un poco de la luz estelar y así se delata su presencia si los astrónomos tienen telescopios e instrumentos adecuados.

¿Por qué se sospechaba que serían cometas y no planetas (el primero de los cuales en torno a una estrella que no fuera el Sol se descubrió en 1995)? “Cuando un exoplaneta pasa por delante de una estrella nos oculta una pequeña parte de la superficie estelar correspondiente a la superficie del planeta, es como un eclipse”, responde Kiefer a EL PAÍS por correo electrónico. “La luz se separa en sus diferentes longitudes de onda que, en este caso, componen el espectro de la estrella. Pero un planeta bloquea la luz en todas las longitudes de onda, mientras que cuando un exocometa pasa por delante de un astro, su núcleo, como el cometa Chury [67P/Churyumov-Gerasimenko al que ha llegado la nave Rosetta] es tan pequeño que no es capaz de ocultar suficiente superficie de la estrella para que sea apreciado desde la Tierra. Sin embargo, de un cometa pueden estarse desprendiendo muchos átomos de gas y polvo al formar su cola y, cuando esta cola se cruza por delante de la estrella, es capaz de absorber luz estelar pero solo en longitudes de onda específicas, que es lo que nosotros observábamos en los espectros de Beta Pictoris desde hace 30 años”.

Kiefer y sus colegas han ido más lejos, analizando las velocidades de esos cometas y el tamaño de las nubes de gas que forman. Además, han logrado deducir otras propiedades como la forma y la orientación de la órbita de esos cometas, así como su distancia a Beta Pictoris.

“El Sistema Solar hoy parece un sitio tranquilo y ordenado. Los planetas están en órbitas casi circulares y las grandes colisiones con asteroides y cometas son raras”, explica en Nature Aki Roberge, especialista de la NASA que trabaja en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard. “Pero la plácida media edad enmascara la infancia turbulenta del Sistema Solar hace casi 4.600 millones de años, cuando asteroides y cometas eran mucho más numerosos y los masivos impactos contribuyeron a la construcción de los planetas terrestres: Mercurio, Venus, Tierra y Marte”. El equipo de Kiefer “abre una ventana a esta caótica fase tardía de la formación del sistema planetario” de Beta Pictoris, añade la experta de Goddard.

Al lograr determinar características claves de los exocometas como la orientación y forma de sus órbitas, los investigadores han descubierto las dos familias distintas. Unos siguen órbitas muy variadas y tienen poca actividad, con escasa emisión de gas y polvo, lo que sugiere que han pasado repetidas veces cerca de la estrella y han ido perdiendo sus reservas de material al formar la cola. En la otra familia, sin embargo, los cometas tienen órbitas casi idénticas y son más activos, lo que sugiere que tienen un mismo origen, “probablemente la fractura de un objeto mayor cuyos trozos están ahora dando vueltas a Beta Pictoris”, señala el ESO, recalcando que también hay diferentes familias de cometas en el Sistema Solar. Roberge apunta que hace falta más trabajo de investigación para determinar cuándo exactamente se habría producido esa fragmentación.

“Por primera vez un estudio estadístico ha determinado la física y las órbitas de un gran número de exocometas”, señala Kiefer. “Este trabajo proporciona un perspectiva notable de los mecanismos que actuaban en el Sistema Solar justo después de su formación” hace 4.600 millones de años.

Beta Pictoris no tiene por qué ser una rareza en cuanto a cometas se refiere y Kiefer iniciará un nuevo proyecto científico el año que viene “para buscar exocometas en varias estrellas desde el observatorio de La Silla”. ¿Tal vez en una más cercana a la Tierra, como Alpha Centauri, que está a solo algo más de cuatro años luz de distancia, frente a los 63 años luz de Beta Pictoris? “Alpha Centauri es mucho más vieja, tanto como el Sistema Solar, donde solo se observa un puñado de cometas acercándose al Sol cada año”, explica Kiefer. “Para poder detectar un cometa en un sistema así habría que tener muchísima suerte. Sin embargo, esperamos observarlos en la mayoría, o incluso en todos, los sistemas planetarios jóvenes (de menos de 100 millones de años) con discos y con planetas en formación”.