Descubren una estrella oculta en un lugar donde no debería haber polvo

A aproximadamente 70 años luz de la Tierra, la estrella conocida como Kappa Tucanae A había intrigado a los astrónomos durante años. Esta estrella se encuentra rodeada de polvo que supera los 1,000 grados Fahrenheit, brillando intensamente mientras orbita extremadamente cerca de ella. En tales condiciones, el polvo no debería sobrevivir, ya que debería evaporarse o ser expulsado por la radiación estelar en poco tiempo.

Recientemente, investigadores de la Universidad de Arizona anunciaron haber encontrado una pieza clave que podría explicar este fenómeno. Identificaron una estrella compañera que pasa repetidamente por la misma región donde se encuentra este polvo inusualmente caliente.

Un Descubrimiento Récord

Los hallazgos fueron publicados en The Astronomical Journal y liderados por Thomas Stuber, un investigador postdoctoral en el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona. Utilizando el instrumento MATISSE del Observatorio Europeo del Sur, el equipo logró la detección de un compañero estelar con el mayor contraste registrado hasta la fecha con esta tecnología.

Este descubrimiento proporciona a los científicos un raro "laboratorio" natural para estudiar el polvo exozodiacal caliente, que se ha convertido en un obstáculo importante en la búsqueda de planetas similares a la Tierra alrededor de otras estrellas.

Por qué el Polvo Exozodiacal Caliente es Tan Confuso

El polvo exozodiacal caliente desafía las ideas básicas sobre cómo se comportan los sistemas planetarios. Las partículas son increíblemente pequeñas, comparables al humo de un fuego, y orbitan extremadamente cerca de sus estrellas. El intenso calor y la radiación en estas regiones deberían destruir el polvo casi de inmediato.

"Si vemos polvo en cantidades tan grandes, necesita ser reemplazado rápidamente, o debe existir algún tipo de mecanismo que extienda la vida del polvo", afirmó Stuber.

Un Problema para Encontrar Otros Mundos Habitables

Este misterio se vuelve aún más relevante porque el polvo caliente a menudo aparece alrededor de estrellas que los científicos esperan que alojen planetas similares a la Tierra. El Observatorio de Mundos Habitables de NASA, que se espera sea lanzado en la década de 2040, está diseñado para bloquear la luz estelar utilizando coronógrafos avanzados para que se puedan observar planetas tenues.

El polvo caliente interfiere con este proceso al crear lo que los investigadores llaman "fugas coronográficas" — luz dispersada que puede ocultar las señales de mundos potencialmente habitables. Comprender de dónde proviene este polvo y cómo se comporta será esencial para futuras misiones de búsqueda de planetas.

Una Sorpresa Revelada por Interferometría

Para investigar el sistema más de cerca, el equipo de Stuber utilizó interferometría, un método que combina la luz de múltiples telescopios para simular uno mucho más grande. Los investigadores observaron Kappa Tucanae A repetidamente entre 2022 y 2024.

El equipo internacional inicialmente planeó rastrear cambios en el polvo a lo largo del tiempo. Sin embargo, descubrieron algo inesperado: una estrella compañera que se mueve en una órbita altamente elongada. En su aproximación más cercana, se acerca a 0.3 unidades astronómicas de la estrella principal, más cerca de lo que cualquier planeta en nuestro sistema solar se acerca al sol.

Un Laboratorio Estelar en Formación

Según Stuber, este hallazgo cambia la forma en que los científicos ven todo el sistema. En lugar de ser un simple misterio, Kappa Tucanae A ahora sirve como un entorno complejo para estudiar interacciones estelares extremas. La estrella compañera se aleja del sistema antes de sumergirse nuevamente a través de la región interna llena de polvo.

"No hay forma de que este compañero no esté de alguna manera conectado a la producción de ese polvo", afirmó Steve Ertel, astrónomo asociado del Observatorio Steward y coautor del estudio. "Debe estar interactuando dinámicamente con el polvo".

Décadas de Experiencia Técnica

Este avance refleja años de liderazgo en interferometría en el Observatorio Steward. Su Interferómetro de Telescopio Binocular Grande (LBTI), financiado por NASA y ubicado en el Monte Graham, transformó el estudio del polvo exozodiacal cálido, que es menos extremo que el polvo caliente observado alrededor de Kappa Tucanae A.

La estabilidad y sensibilidad del instrumento ayudaron a establecer a Steward como un centro global para la investigación del polvo exozodiacal. Este éxito atrajo un importante apoyo de NASA, la National Science Foundation y donantes privados, y colocó al observatorio a la vanguardia de la ciencia de exoplanetas.

Construyendo la Próxima Generación de Instrumentos

Esa experiencia ahora está dando forma a la tecnología futura. Los investigadores de Steward están contribuyendo a un nuevo interferómetro de nulación europeo que será 50 veces más sensible que los instrumentos anteriores.

La conexión es tanto personal como técnica. Denis Defrère, quien lidera el desarrollo del instrumento europeo, se formó previamente en el Observatorio Steward como investigador postdoctoral y ayudó a construir el LBTI.

"Steward se ha establecido como el líder global en este tipo de investigación, que es realmente crítica para la imagen de exo-Tierra", afirmó Ertel, quien recibió una subvención de NASA para estudiar el polvo exozodiacal utilizando el nuevo instrumento.

Nuevos Caminos para Entender el Polvo Cósmico

El sistema Kappa Tucanae A abre muchas nuevas oportunidades de investigación. Al examinar cómo la estrella compañera interactúa con el polvo, los científicos esperan aprender más sobre el origen del polvo caliente, su composición, el tamaño de las partículas y su distribución.

El trabajo podría aclarar si los campos magnéticos atrapan partículas de polvo cargadas, como sugirieron los investigadores de Steward George Rieke y András Gáspár. También podría probar si la actividad frecuente de cometas repone el polvo, un proceso estudiado por la investigadora de Steward Virginie Faramaz-Gorka, quien también es coautora del artículo. Otros procesos físicos completamente diferentes también podrían estar en juego.

Mirando Hacia Futuras Descubrimientos

Los hallazgos sugieren que otras estrellas con polvo caliente también podrían albergar compañeros ocultos. Los investigadores del Observatorio Steward ahora planean reexaminar sistemas observados en el pasado, buscando estrellas que podrían haber sido pasadas por alto.

A medida que el Observatorio de Mundos Habitables de NASA se acerca a su lanzamiento, descubrimientos como este proporcionan información esencial sobre los entornos que los astrónomos enfrentarán.

"Considerando que el sistema Kappa Tucanae A fue observado muchas veces antes, no esperábamos encontrar esta estrella compañera", afirmó Stuber. "Esto lo hace aún más emocionante, ya que ahora tenemos este sistema único que abre nuevos caminos para explorar el enigmático polvo exozodiacal caliente".

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