Observados los restos de dos planetas que se destruyeron mutuamente

Si habéis tenido ocasión de ver el amanecer o el anochecer con el cielo despejado y desde un lugar alejado de la contaminación lumínica, es posible que alguna vez hayáis observado una luz difusa sobre el horizonte antes de que el Sol se asome o se oculte.

Este fenómeno se llama luz zodiacal y es la versión cósmica de las «columnas» de luz que aparecen cuando los rayos de luz solar pasan a través de una masa de aire polvoriento. Esto se debe a que, además de los planetas, sus satélites, los asteroides y los cometas, el Sol está rodeado por un disco de granos de polvo microscópicos que dispersan la luz solar que incide sobre ellos, produciendo el halo luminoso que en ocasiones se observa sobre el horizonte.

El disco polvoriento que nos rodea está alimentado por diferentes fuentes. Dado que las órbitas de los granos individuales son estables a muy corto plazo en comparación con la edad del sistema solar, la mayor parte del polvo está siendo expulsado al espacio de manera continua por la superficie de los cometas o se forma durante las colisiones entre asteroides que ocurren de forma ocasional, aunque una pequeña proporción de esos granos también podrían provenir del medio interestelar.

Pero, ojo, porque nuestro sistema solar no es el único que posee un disco de polvo. De hecho, la presencia de mucho polvo alrededor de una estrella puede ser una señal de que allí ha tenido lugar un evento catastrófico.

Polvo cristalino

BD+20 307 es un sistema binario que se encuentra a 313 años luz de la Tierra. Las dos estrellas que lo componen son parecidas al sol y completan una órbita mutua cada 3,4 días. Es más, las dos estrellas son tan similares y la distancia que las separa es tan pequeña que, al principio, se pensó que BD+20 307 era un solo astro.

Ahora bien, este sistema binario aparentemente corriente dejó de serlo cuando el telescopio espacial Spitzer detectó un detalle anómalo: pese que la abundancia de litio de estas estrellas sugiere su edad ronda los 1000 millones de años, están rodeadas por una gran cantidad de polvo más propia de un sistema 10 o incluso 100 veces más joven, el tipo de sistema en el que los procesos de formación planetaria aún no han terminado. Por tanto, ¿de dónde había salido todo ese material pulverizado?

Los granos de polvo que rodean este sistema binario parecen estar compuestos principalmente por silicatos, igual que el manto y la corteza de los planetas rocosos de nuestro sistema solar. Además, parece que alrededor del 20% de la materia de la nube de polvo está cristalizada, lo que significa que los átomos que componen 1 de cada 5 granos de polvo están ordenados siguiendo un patrón concreto, como ocurre en el caso de los cristales de los minerales.

Teniendo en cuenta que el grado de cristalización de una sustancia indica en qué condiciones se pudo formar, este dato es una pista que ayuda a esclarecer el origen del polvo. Por ejemplo, el 100% del material que compone un cuerpo diferenciado (como un planeta o un asteroide grande) está cristalizado, porque toda su masa ha tenido que estar fundida en algún momento y luego se ha solidificado. El enfriamiento del material fundido propicia la formación de cristales, que alcanzarán un tamaño mayor cuanto menor sea el ritmo al que baja su temperatura.

Colisión entre planetas

Y aquí llega la conclusión impactante: la composición del polvo que rodea el sistema BD+20 307 y su grado de cristalización sugieren que fue generado por la colisión de dos cuerpos con un tamaño similar al de la Tierra.

En este escenario, la tremenda energía liberada durante el impacto de los dos objetos no sólo pulverizó su manto rocoso y cristalino, sino que, además, también fundió los granos de polvo resultantes. Debido a su pequeño tamaño, estos granos fundidos se enfriaron tan deprisa que los átomos de los silicatos que los componen no tuvieron tiempo de agruparse siguiendo un patrón ordenado, por lo que adoptaron una estructura vidriosa y amorfa al solidificarse. De esta manera, el 80% de la materia cristalizada involucrada en el impacto se habría convertido en material amorfo tras la colisión.

Curiosamente, este mismo fenómeno se ha observado a pequeña escala en la Tierra: el llamado cristal de Libia o las moldativas son fragmentos de vidrio que se formaron de manera natural cuando un meteorito impactó con la superficie de nuestro planeta, fundiendo los minerales con los que entró en contacto y convirtiéndolos en una sustancia vidriosa.

Mundos desmenuzados

Las colisiones entre objetos de tamaño planetario son frecuentes durante la infancia de los sistemas solares. Por ejemplo, la formación de nuestra propia Luna fue un resultado del impacto de un cuerpo del tamaño de Marte con la Tierra y es probable que el manto inusualmente delgado de Mercurio sea el resultado de un gran impacto que le arrancó gran parte de su material rocoso. En este sentido, el caso de BD+20 307 es curioso porque se trata de un sistema evolucionado en el que el viento solar y la radiación de sus estrellas deberían haber dispersado hace tiempo la polvareda que las rodea.

Ahora bien, se puede descartar que el sistema BD+20 307 haya conservado de alguna manera el disco de polvo que lo acompañaba durante su formación porque, de ser así, la temperatura de los granos habría bajado mucho a lo largo de los 1000 millones de años que han transcurrido desde entonces. En su lugar, las observaciones infrarrojas indican que el polvo está mucho más caliente de lo que cabría esperar, un detalle que no sólo refuerza la hipótesis de que fue generado por la colisión de dos planetas, sino que, además, indica que el impacto debió tener lugar hace poco tiempo, quizá unos pocos cientos de miles de años.

Este descubrimiento es un recordatorio de la cantidad de cosas que ocurren más allá de nuestra pequeña parcela del espacio sin que seamos remotamente conscientes de ello. En este caso, en una época en la que aún faltaban decenas o cientos de miles de años para que nuestros antepasados dejaran de usar herramientas de piedra, entre uno de los miles de puntos brillantes que aparecían cada noche sobre sus cabezas, tan débil que ni siquiera se podía apreciar con el ojo desnudo, dos mundos enteros estaban colisionando y siendo reducidos a polvo.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Es frecuente escuchar que los objetos del cinturón de asteroides de nuestro sistema solar son los restos de un planeta desmenuzado por una colisión. En realidad, son más bien pedazos de material a los que la gravedad de Júpiter impidió unirse para formar un planeta.

REFERENCIAS:

• Alycia J. Weinberger et al. “The Absence of Cold Dust and the Mineralogy and Origin of the Warm Dust Encircling BD +20 307”. The Astrophysical Journal, volumen 726, número 2 (2010).
• Alycia J. Weinberger, "On the binary nature of dust-encircled BD+20 307″. The Astrophysical Journal Letters, volumen 679, número 1 (2008).