Detectada luz exozodiacal en estrellas cercanas

En la Tierra, en lugares de cielos oscuros y limpios, la luz zodiacal parece un débil y blanco resplandor difuso que puede divisarse en el cielo nocturno al final del crepúsculo o antes del amanecer. Se origina por el reflejo de la luz solar sobre partículas diminutas y parece extenderse desde las cercanías del Sol. Esta luz reflejada no sólo se observa desde la Tierra, sino que puede observarse desde todo el sistema solar.

Ahora, utilizando el Very Large Telescope Interferometer (VLTI) del Observatorio Europeo Austral (ESO) un grupo de astrónomos ha observado 92 estrellas para investigar la luz exozodiacal (de otros sistemas estelares) que procede del polvo caliente cercano a sus zonas habitables, combinando los nuevos datos con observaciones anteriores.

Los resultados revelan que la brillante luz exozodiacal, creada por los resplandecientes granos de polvo exozodiacal caliente o por el reflejo de la luz de las estrellas sobre estos granos, se ha detectado en nueve de las estrellas seleccionadas.

El resplandor que se observa en este nuevo estudio es una versión más extrema del mismo fenómeno que se observa en la Tierra. Aunque esta luz exozodiacal había sido detectada previamente, este es el primer estudio sistemático a gran escala de este fenómeno alrededor de estrellas cercanas.

En contraste con observaciones anteriores, el equipo no observó polvo que en un futuro acabará formando planetas, sino que observó el polvo creado por las colisiones entre planetas pequeños, de unos pocos kilómetros de tamaño, objetos llamados planetesimales, similares a los asteroides y cometas del sistema solar. Este tipo de polvo también es el origen de la luz zodiacal en el sistema solar.

"Si queremos estudiar la evolución de planetas similares a la Tierra cercanos a la zona de habitabilidad, tenemos que observar el polvo zodiacal en esas regiones alrededor de otras estrellas", afirma Steve Ertel, autor principal del artículo e investigador de ESO y de la Universidad de Grenoble (Francia). "La detección y caracterización de esta clase de polvo alrededor de otras estrellas es una forma de estudiar la arquitectura y la evolución de sistemas planetarios”.

Luz zodiacal vista desde el Observatorio Paranal en Chile. / ESO/Y.Beletsky

Para poder detectar el débil polvo cerca de la deslumbrante estrella central, es necesario llevar a cabo observaciones de alta resolución con alto contraste. La interferometría (que combina la luz recogida exactamente al mismo tiempo por varios telescopios diferentes) con luz infrarroja es, hasta ahora, la única técnica que permite descubrir y estudiar este tipo de sistemas.

Utilizando las capacidades del VLTI en el rango del infrarrojo cercano, y llevando el instrumento a sus límites en términos de precisión y eficiencia, el equipo fue capaz de alcanzar un nivel de rendimiento diez veces mejor que el de otros instrumentos disponibles en el mundo.

Para cada una de las estrellas, el equipo utilizó los telescopios auxiliares de 1,8 metros para proporcionar luz al VLTI. Allí donde se encontraba fuerte luz exozodical, fueron capaces de resolver por completo los extensos discos de polvo y separar su débil resplandor de la luz dominante de la estrella.

Analizando las propiedades de las estrellas rodeadas por un disco de polvo exozodiacal, los investigadores descubrieron que la mayoría del polvo detectado se encontraba alrededor de las estrellas más viejas.

Este sorprendente resultado plantea algunas preguntas relacionadas con nuestra comprensión de los sistemas planetarios. Se sabe que cualquier producción de polvo conocida, causada por las colisiones de planetesimales, debe disminuir con el tiempo, ya que se reduce el número de planetesimales a medida que son destruidos.

La muestra de objetos observados también incluyó 14 estrellas en torno a las cuales se han detectado exoplanetas. Todos estos planetas están en la misma región del sistema en la que se encuentra el polvo en los sistemas que presentan luz exozodiacal. La presencia de la luz exozodiacal en sistemas con planetas puede suponer un problema para futuros estudios astronómicos de exoplanetas.

La emisión de polvo exozodiacal, incluso a niveles bajos, hace mucho más difícil la detección de planetas similares a la Tierra con imagen directa. La luz exozodiacal detectada en este estudio es un factor 1.000 veces más brillante que la luz zodiacal vista alrededor del Sol. El número de estrellas que contengan luz zodiacal a los niveles del sistemas olar es probablemente mucho mayor que los números que arroja el sondeo. Estas observaciones son sólo un primer paso para estudios más detallados de la luz exozodiacal.

"El alto porcentaje de detección a este nivel tan brillante, sugiere que debe haber un importante número de sistemas que contengan polvo más débil, imperceptible en nuestros sondeos, pero mucho más brillante que el polvo zodiacal del sistema solar", explica Olivier Absil, coautor del artículo e investigador de la Universidad de Lieja (Bélgica), que advierte: "La presencia de este polvo en muchos sistemas podría ser un obstáculo para futuras observaciones que tengan como objetivo hacer imágenes directas de exoplanetas tipo Tierra".