Por qué el polvo de 21 estrellas sugiere dos historias de colisiones

¿Cómo saber qué tipo de encuentro se produjo entre cuerpos jóvenes de otro sistema estelar si la colisión terminó hace mucho? Kate Su, del Space Science Institute, y sus colegas buscaron huellas en el polvo caliente que permanece alrededor de las estrellas. Entre 21 discos de escombros extremos encontraron ocho con más sílice y 13 con menos. Su interpretación, publicada en The Astrophysical Journal y presentada el 1 de octubre por el equipo de comunicación de la misión Webb de la agencia espacial estadounidense NASA, sin un periodista individual identificado, relaciona los dos grupos con distintos escenarios de impacto.

Un disco de escombros reúne pequeños fragmentos que orbitan una estrella después de la etapa inicial de formación planetaria. Algunos contienen tanto polvo caliente y cambian tanto de brillo que reciben el nombre de extremos. Ese polvo emite luz infrarroja, invisible a nuestros ojos, con patrones que dependen de los minerales y de las condiciones de los granos. En vez de buscar un planeta entero en una imagen, el equipo examinó una firma espectral: la intensidad de la luz medida a diferentes longitudes de onda.

La muestra combinó cinco sistemas del archivo del telescopio Spitzer y 16 observados por el Telescopio Espacial James Webb. De estos 16, 12 fueron observaciones nuevas y cuatro dieron seguimiento a objetivos de Spitzer. El análisis encontró muchos granos menores de un micrómetro —una milésima de milímetro—, polvo caliente y cambios irregulares de brillo. Esta combinación ayuda a distinguir los discos de escombros extremos de los discos de formación planetaria temprana, todavía ricos en gas, y de los discos de escombros más comunes.

En términos sencillos, el calor y la fuerza de una colisión pueden cambiar los minerales presentes en los fragmentos. La sílice, material presente en ciertos vidrios y rocas, destacó en ocho discos. Los modelos del equipo relacionan estas huellas con impactos de gran energía entre cuerpos de un tamaño comparable al de Marte, capaces de vaporizar roca. En los otros 13, la menor cantidad de sílice concuerda con choques menos intensos o de refilón entre cuerpos de un tamaño comparable al de la Luna. Los telescopios midieron la luz del polvo; esos tamaños y tipos de colisión son interpretaciones, no mediciones directas de objetos vistos mientras chocaban.

La edad de las estrellas aportó otra pista. Los ocho discos ricos en sílice estaban en sistemas de menos de 300 millones de años; los pobres en sílice también aparecieron a edades mayores y a menudo variaron más de brillo. Así, las huellas minerales pueden ayudar a examinar cuándo los grandes impactos participan en la formación de planetas rocosos y cuándo las colisiones siguen remodelando sistemas maduros. La evidencia no reconstruye la historia particular de la Tierra ni demuestra que todos los sistemas pasen por ambas etapas. Una muestra mayor de sistemas antiguos y observaciones repetidas del polvo permitirán comprobar si se mantiene el patrón de edades.