09/Jul/07

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Estudian superficies estelares contaminadas por detritos planetarios

Los astrónomos piensan que los detritos planetarios que caen sobre la capa externa de la estrella produce un efecto perceptible en una estrella enana, pero esta contaminación es diluida por la estrella gigante y mezclada en su interior.

Observando la composición química de las estrellas que alojan planetas, un equipo internacional de astrónomos liderados por Luca Pasquini de ESO, ha encontrado que mientras que las estrellas enanas demuestran a menudo el enriquecimiento del hierro en su superficie, no lo hacen las estrellas gigantes. Los astrónomos piensan que los detritos planetarios que caen sobre la capa externa de la estrella produce un efecto perceptible en una estrella enana, pero esta contaminación es diluida por la estrella gigante y mezclada en su interior.

"Es un poco como un Tiramisu o un Capuccino," dice Pasquini. "¡Hay polvo de cacao solamente en la parte superior!".

Apenas algunos años después del descubrimiento del primer exoplaneta se hizo evidente que los planetas se encuentran preferentemente alrededor de las estrellas enriquecidas por hierro. Las estrellas que albergan planetas son, en promedio, casi dos veces más ricas en metales que aquellas sin sistema planetario.

La pregunta inmediata es si esta riqueza en metales realza la formación del planeta, o si es causada por la presencia de planetas. El problema clásico de quién fue primero, el huevo o la gallina. En el primer caso, las estrellas deberían ser ricas en metales hasta la profundidad de sus núcleos. En el segundo caso, los detritos del sistema planetario habría contaminado la estrella y sólo las capas externas estarían afectadas por esta contaminación.

Al observar las estrellas y tomarles espectros, los astrónomos ven, de hecho, sólo las capas externas y no pueden cerciorarse si la estrella entera tiene la misma composición. Cuando los detritos planetarios caen sobre una estrella, el material permanecerá en las partes externas, contaminándolas y dejando rastros en los espectros tomados.

Un equipo de astrónomos ha decidido abordar esta pregunta mirando una clase diferente de estrellas: las gigantes rojas. Éstas son las estrellas que, como le ocurrirá al Sol en vario miles de millones años, agotaron el hidrógeno en su núcleo. Consecuentemente, se han expandido, llegando a estar mucho más grandes y más frías.

Estudiando la distribución de metales en catorce estrellas gigantes rojas que albergan planetas, los astrónomos encontraron que su distribución era algo diferente que la de las estrellas normales que albergan planetas.

"Encontramos que las estrellas evolucionadas no son ricas en metales, aún cuando alberguen planetas," dice Pasquini. "Por lo tanto, ¡las anomalías encontradas en las estrellas que alojan planetas parecen desaparecer cuando se hacen más viejas y se expnden!"

Atendiendo a las diversas opciones, los astrónomos concluyen que la explicación más probable reside en la diferencia en la estructura entre las gigantes rojas y las estrellas similares al Sol: el tamaño de la zona convectiva, la región donde todo el gas se mezcla completamente. En el Sol, esta zona convectiva abarca sólo el 2% de la masa de la estrella. Pero en las gigantes rojas, la zona convectiva es enorme, abarcando 35 veces más masa. El material de contaminación sería así diluido 35 veces más en una gigante rojo que en una estrella de tipo solar.

"Aunque la interpretación de los datos no es directa, la explicación más simple es que las estrellas de tipo sola parecen más ricas en metales debido a la contaminación de sus atmósferas," dice Artie Hatzes, coautor del trabajo y director del Thüringer Landessternwarte Tautenburg (Alemania) donde se obtuvieron algunos de los datos.

Cuando la estrella estaba aún rodeada por un disco proto-planetario, el material enriquecido en elementos más pesados cae sobre la estrella, de tal forma que contamina su superficie. El exceso de metal producido por esta contaminación, mientras que es visible en las atmósferas finas como las de las estrellas de tipo solar, se diluye totalmente en las atmósferas extendidas, masivas de las gigantes.

Fuente: Cielo Sur. Aportado por Eduardo J. Carletti