Cuando los mundos chocan: la «desaparición» del exoplaneta Fomalhaut b

Por Daniel Marín, el 22 abril, 2020. Categoría(s): Astronomía • Exoplanetas ✎ 44

Fomalhaut, o Alfa Piscis Austrini, es una de las estrellas más brillantes del cielo y también una de las más cercanas, situada a tan solo 25 años luz. Hace más de una década el telescopio espacial Hubble (HST) descubrió lo que parecía ser un planeta extrasolar a su alrededor que, lógicamente, se bautizó como Fomalhaut b. El descubrimiento —que tuvo lugar en 2004, aunque no se confirmó hasta cuatro años más tarde— causó sensación por aquel entonces al tratarse de uno de los primeros planetas extrasolares que se podían ver directamente. En realidad, el descubrimiento tenía algo de «truco» porque era un exoplaneta muy joven en proceso formación, es decir, el Hubble pudo verlo directamente en el visible gracias a la luz propia que emitía al estar extremadamente caliente. Por otro lado, Fomalhaut b se encuentra muy lejos de su estrella, a unos 17300 millones de kilómetros (unas 115 Unidades Astronómicas; Neptuno está a 30 UA del Sol), aunque esta característica siempre se ha considerado un sesgo del método de búsqueda (los planetas más lejanos son más fáciles de ver directamente).

¿Es Fomalhaut b el resultado de la colisión de dos grandes asteroides? (ESA/NASA, M. Kornmesser).

La estrella Fomalhaut fue uno de los objetivos prioritarios en las primeras campañas de búsqueda de exoplanetas en los años 90 debido a su juventud —unos 440 millones de años, aunque cuando el Hubble comenzó las observaciones se creía que tenía 200 millones de años—, un hecho que la convertía en un candidato ideal para detectar planetas en formación a su alrededor. Pero el descubrimiento de Fomalhaut b no estuvo exento de polémica. El telescopio espacial Spitzer no fue capaz de dar con este mundo, algo extraño al ser un planeta joven y caliente de gran tamaño. No obstante, en 2012 el planeta fue «redescubierto» en el infrarrojo por el telescopio japonés Subaru de Hawái y el Hubble pudo observar cómo se movía en su órbita a lo largo de los años, descartando la posibilidad de que fuese un objeto de fondo sin relación con el sistema. Sea como sea, lo cierto es que Fomalhaut b ya se había ganado cierta fama de «bicho raro» entre los investigadores.

Movimiento en la órbita de Fomalhaut b visto por el Hubble y el anillo de cuerpos menores que rodea esta joven estrella de tipo A (NASA/ESA/STScI).

Y es que la discrepancia entre el brillo en el visible y el infrarrojo era demasiado elevada. Mientras que en el infrarrojo parecía ser un objeto relativamente pequeño o inexistente, en el visible parecía ser un planeta mucho más grande. Una posible explicación era que Fomalhaut b estaba rodeado de una nube de polvo o incluso anillos. Además, análisis detallados de las imágenes indicaban que Fomalhaut b se estaba alejando de su estrella y que su órbita parecía ser muy excéntrica. Para rematar el misterio, en 2014 nuevas imágenes del Hubble mostraron que el planeta había desaparecido (o mejor dicho, había disminuido significativamente su brillo en el visible de tal forma que el Hubble no lo pudo detectar claramente). ¿Fin de la historia? Pues parece que no.

Escala del disco de cuerpos menores y la supuesta órbita de Fomalhaut b (NASA).

Ahora, doce años después del anuncio del descubrimiento de Fomalhaut b, salta la sorpresa: los astrónomos András Gáspár y George H. Rieke han analizado observaciones anteriores del Hubble y han llegado a la conclusión de que Fomalhaut b en realidad nunca existió. Pero no es que fuese un artefacto de los datos, sino que lo que hemos visto todos estos años ha sido en realidad la nube de restos resultado de la colisión entre dos asteroides de gran tamaño, con un diámetro superior a 200 kilómetros de diámetro cada uno. El escenario de la colisión explicaría la discrepancia de brillo en el visible y en el infrarrojo y, además, también aclararía la extraña órbita observada por el Hubble, que parecía indicar que el objeto se estaba alejando. Según esta hipótesis, lo que estamos viendo en el visible es la nube de polvo resultado de la colisión y, al no haber ningún objeto ‘real’ dentro, los telescopios infrarrojos no han podido ver nada. La presión de radiación de la luz estelar empuja continuamente las partículas de polvo hacia fuera del sistema, creando la impresión de que Fomalhaut b estaba aumentando su distancia a la estrella.

La nube de polvo de Fomalhaut b se ha expandido entre 2004 y 2014 (NASA/ESA/STScI).

El punto débil de esta hipótesis es la baja probabilidad de pillar esta colisión justo en el transcurso de nuestras vidas. Gáspár y Rieke sugieren que un choque de este tipo tiene lugar una vez cada cien mil años, mientras que la nube de polvo solamente sería visible desde la Tierra durante unos diez años. Esto quiere decir que el choque entre los dos grandes asteroides tuvo lugar unos cuarenta días antes de que el Hubble observase Fomalhaut por primera vez. Eso es lo que yo llamo suerte, mucha suerte, puede que demasiada. De hecho, esta teoría ya se había propuesto hace años, pero se descartó por improbable. Cierto es que Fomalhaut b se encuentra justo en medio de un anillo de cuerpos menores helados parecido a nuestro Cinturón de Kuiper, pero, a pesar de todo, las probabilidades siguen siendo muy bajas, a no ser que ese disco de escombros sea especial. Entonces, ¿existe o no existe Fomalhaut b? El consenso actual es que no puede ser un exoplaneta «normal», pero, al ser un sistema en formación, los escenarios posibles son varios y hay que ser cautelosos. La hipótesis de la colisión es quizá la que explica mejor lo que estamos observando, aunque sigue siendo tremendamente improbable. Si queremos salir de dudas lo ideal sería disponer de nuevas imágenes del Hubble, pero el planeta ha bajado tanto su brillo que ya es demasiado débil para el telescopio espacial. Habrá que esperar a que el telescopio James Webb despegue, con suerte, el año que viene. Si este planeta se ha desvanecido, literalmente, el sistema planetario de HR 8799, que curiosamente fue anunciado el mismo día que Fomalhaut b, se consolida como el mejor ejemplo de planeta que se puede ver directamente. El caso de Fomalhaut b nos recuerda lo poco que sabemos en realidad de los exoplanetas descubiertos, incluso aquellos que podemos ver directamente.

Los planetas del sistema HR-8799.

Referencias:

  • https://www.spacetelescope.org/images/heic2006a/
  • https://arxiv.org/abs/2004.08736


44 Comentarios

  1. Una historia fascinante, Daniel. Gracias por contárnosla tan bien como tú sabes.
    Total, que cualquier anuncio sobre exoplanetas siempre hay que cogerlo con pinzas, en uno u otro sentido. Hace poco también salió la noticia de la imagen directa sobre Próxima c, y la verdad he torcido el morro sólo con verlo.
    Pero bueno, es el problema que tienes cuando estas estudiando al límite de los instrumentos. Estas cosas llevan su tiempo.

  2. Una masa de «polvo» concentrada, detectado como un planeta…¿sera posible que en muchisimos años se termine de unir todos los escombros para formar un cuerpo menor? ¿o se estan separando entre ellos?

    La probabilidad que mencionaste ciertamente es muy muy baja (a dias de su avistamiento)….pero por otro lado ..¿y por que no?:D

    1. Lo bueno es que este hipótesis refuerza la teoría del gran impacto!! Que dio origen a la Tierra y a la Luna. Quien sabe si Fomalhaut b es el inicio de un exo-Pluton con su exoluna Caronte.

  3. Hablando de otros mundos posibles, un último comentario sobre la última temporada de la serie Cosmos, tras aquél que hice en:
    danielmarin.naukas.com/2020/04/10/usando-el-sol-como-lente-gravitatoria-para-ver-la-superficie-de-planetas-extrasolares/#comment-490456
    Los capítulos 11, 12 y 13 los califico de malísimos con puntuaciones respectivas de 1/10, 1/10 y 2/10. Estos capítulos son mucho más una manipulación buenista-sensiblera, que una divulgación científica (que consiste en mostrar y analizar datos, o en revisar las teorías bajo las aportaciones de nuevos experimentos). El capítulo 13 tiene una doble puntuación respecto a los otros dos porque está claramente filmado en España (en concreto en un museo de ciencias de Valencia que ya salió en la película Tomorrowland o en la actual temporada de la serie Westworld).
    En definitiva, en mi opinión, el único capítulo que vale la pena de la serie Cosmos Mundos Posibles (temporada 1) es el octavo. Si tuvierais mucho tiempo, tal vez os podrían gustar los capítulos 3, 4, y 6. Los demás no os los recomiendo (yo me los he visto todos por obligación: por un proyecto que tengo en marcha). 1513 personas han valorado esta serie en Imdb con un 9.4/10; pero yo no le doy más que un 2.8/10.

    1. Se lo encontraron. Fomalhaut tiene un anillo de material muy evidente, pero en 2004 encontraron varias fuentes luminosas que quisieron estudiar mejor en 2006. Además, supuestamente, había asimetrías en el anillo que podían explicarse con la presencia de planetas.
      https://arxiv.org/abs/0811.1994

    2. Antes de 2004… pues la detección por el IRAS del exceso infrarrojo, señal de que ahí había polvo en abundancia, y luego en el submilimétrico por el JCMT.
      La astronomía en el año 2004 y anteriores era muy triste. Fíjate que el Hubble les parecía la leche y no como ahora que tenemos el Webb… uy, ah, vaya, el Webb no está todavía… bueno pero le «queda un año» ;-P
      http://www.solstation.com/stars/fomalhau.htm

  4. Es una coincidencia asombrosa que podamos ver este fenómeno tan llamativo y, en apariencia, tan poco probable.
    ¿No será algo que se repite con frecuencia en ese entorno?
    Por imaginar:

    1) Quizá es una erupción de un criovolcán en un planeta tan pequeño como Plutón, que aún no podemos ver.

    2) Quizá es la cola de un cometa enorme que lanzó mucho polvo justo antes de que lo viera el Hubble.

  5. Para mí que Dagon no existe y que fue esa casualidad. No sería la primera vez que eso pasa.

    Si descubren otro planeta así esperemos que lo bautizen cómo Atargatis siguiendo esa nomenclatura.

    1. Pero tocaban el violín como a Maezawa o no?

      Es que sino la espera se hace aburrida hasta la llegada jeje…

      Nada esta semana ya la tendremos surcando los cielos de Boca Chica, dicen que de una pieza jaja…

      1. Si lo de volar de una pieza lo llevan peor, ahora también llevan mal lo de hacer bien las secuencias de vaciado.
        Con un poco de suerte tenemos hop de 20Km la 2.ª semana de mayo.

      2. Para amenizar el viajecito, entre violinadas y divadas de la banda Quinto Elemento, partidas CTF de Urban Terror, transformadas de Fourier y demás… aquí va la explicación más plausible y probable para lo que ocurre en Fomalhaut 😉

        ¡Santos planetas fractálicos, Batman!
        https://www.youtube.com/watch?v=AMS32ddNscQ

        Y como el viajecito es laaargo… ¿qué tal un viajecito LSD del bueno… para flipar colores sin rastro alguno de Picard, ni de tardígrados miceliales, ni del Dr Strange, ni de Inceptionolanadas…? 😀

        Más Mandelbulb3D en acción:
        youtube.com/channel/UCPYiwZRSN8w5ZodY4MvflJQ/videos

          1. Gracias, veré de ponerme con ellas, las tengo pendientes porque…

            1) imdb.com/title/tt8741290/
            Casi todo el mundo opina que Tales from the Loop es leeentíiisiiimaaa.

            2) imdb.com/title/tt8134186/
            Ya me imagino yo las «idas de olla» de Alex Garland en Devs, léase las (¡ejem!) «interpretaciones libres» de la cuántica y de otros «detallitos» afines como…

            en.wikipedia.org/wiki/Digital_physics
            en.wikipedia.org/wiki/Holographic_principle
            en.wikipedia.org/wiki/Mathematical_universe_hypothesis
            arxiv.org/abs/physics/0511157
            link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-03633-1_13

            francis.naukas.com/2015/12/10/sobre-la-indecidibilidad-del-problema-del-salto-de-energia/

            en.wikipedia.org/wiki/Computational_complexity_theory
            en.wikipedia.org/wiki/P_versus_NP_problem
            en.wikipedia.org/wiki/Transcomputational_problem
            en.wikipedia.org/wiki/Bekenstein_bound

            …que ya de por sí son para flipar colores sin necesidad de hacer un «cóctel-ficción» agitado y no poco revuelto 😉 en cuyo caso prefiero el metraje mesurado del formato película, por ejemplo estas dos infravaloradas gemas de bajo presupuesto:

            The Mandela Effect (2019)
            imdb.com/title/tt6544220/

            Travelling Salesman (2012)
            imdb.com/title/tt1801123/

            Saludos.

          2. Ah, y por cierto, en el Lado Conspirativo de La Fuerza, la primera temporada de Project Blue Book me pareció una digna «sucesora retro» de The X Files. Todavía no he visto la segunda, en eso estoy, hoy o mañana le entro 😉

          3. Pelau, me haz dejado la cabeza caliente con todos estos enlaces…jejeje…

            Tales from the Loop, si es bastante lenta, aún no lo ha terminado pero Devs si me ha gustado, a pesar de que tenga cosas que sean «cuando menos cuestionables»…

            Me he visto de Mandella Effect muy buena gracias…ahora voy a por la otra…

  6. Fascinante! Esto me ha hecho recordar que en 2018 un astrónomo aficionado consiguió captar con su cámara el momento exacto del nacimiento de una supernova… No creo que la probabilidad sea más alta que lo mencionado en el artículo…

    1. Las supernovas son mucho mas abundantes, ya que podemos observar supernovas en cientos de galaxias a distancias cercanas o intermedias a la vía láctea, eso amplifica mucho el catalogo disponible, pero, observar la colisión de 2 objetos de 200 kilómetros a decenas de años luz pocos días después de suceder? eso es algo casi irrepetible

    1. …el brillo en el espectro visible, por si no queda claro. Y bueno, peor es nada. En radio, sin novedad. Y ya llegará el tuit donde explica cómo evita que la «sombrilla» se caliente y emita en infrarrojo… 😉

        1. De momento lo suyo es que le pasen la factura a Musk por los sobrecostes que suponga Starlink sobre los mapeos del Vera Rubin. Así para empezar.

    2. Hombre, al estilo xataka, un pelin sensacionalista. La ‘sombrilla’ es una espuma de recubrimento que lo oscurece pero que es casi transparente a las ondas de radio. Y luego, 420 que seguirán brillando… Aún lanzarán uno o dos lotes más normales, o sea que serán 540, pero en unos pocos años (5 aprox.) estaran desorbitados todos. De todas formas si que es una situacion complicada para la astronomia.

      1. La transparencia a las ondas de radio es imposible si eso se calienta y emite en infrarrojo, tendrá un residual que se expresará en radio. Pero, vamos, lo peor serán las propias emisiones en radio de los starlink, que son su propia razón de ser.

  7. «Eso es lo que yo llamo suerte, mucha suerte, puede que demasiada»
    Una vez ví a Shakira en el aeropuerto de Barcelona. Fue algo absolutamente improbable que la viera en mi viaje, y pensé: «Es casi imposible que vea a Shakira para una vez que paso por el aeropuerto de Barcelona. ¿Será otra persona? No, claramente su aspecto es el de ella.» Me acerqué y confirmé que era ella.
    Esas cosas a veces pasan. Si solo una nube de polvo en expansión explica las observaciones, tiene que ser eso.

    1. Bueno y yo iba de despedida de soltero y me encontré con Georgie Dann, le estuvimos cantando todo el viaje la barbacoa, menos mal que eran 50 minutos de vuelo…

  8. Hay una pequeña errata 😉

    «a no ser de que ese disco de escombros sea especual.»

    El de es un dequeísmo.

    En cuanto al artículo, por probabilidad tb como humanidad veremos eventos que suceden cada 100.000 años. A ver qué nos dice nuestro querido James Webb.

  9. Fabulosa, Fantástica, Embrujante Historia, espectacularmente detallada, escrita y acompañada con excelentes gráficos. Sublime… Mis Felicitaciones y Gracias….
    (o.d. : Hasta me dejan ganas de seguir está Historia y saber en qué termina, al cabo..)

  10. Me voy a poner en plan fisivi a hacer propuestas un poco locas. ¿No sería más probable un protoplaneta destruido por pasar por el límite de Roche de un gigante gaseoso que una colisión entre protoplanetas? A esa distancia de la estrella puede que un gigante gaseoso (helado) sea indetectable.

    1. Gracias por lo de «un poco» 🙂

      Pues no me parece nada loca tu propuesta. Si existiera ese planeta helado es inmensamente más probable que un protoplaneta pase cerca de él a que choque con otro objeto igual de minúsculo.

Deja un comentario