Astrónomos buscaban «fósiles» de protoplanetas y terminaron hallando esto


HD 53143, una estrella similar al Sol de aproximadamente mil millones de años ubicada a 59,8 años luz de la Tierra en la constelación de Carina, se observó por primera vez con la cámara avanzada coronagráfica para encuestas en el telescopio espacial Hubble (HST) en 2006. También es rodeado por un disco de escombros, un cinturón de cometas que orbitan alrededor de una estrella que chocan constantemente y se trituran en polvo y escombros más pequeños, que los científicos creían anteriormente que era un anillo frontal similar al disco de escombros que rodea nuestro sol, más comúnmente conocido como el cinturón de Kuiper.

Impresión artística de la estrella similar al Sol de mil millones de años, HD 53143, y su disco de escombros altamente excéntrico. La estrella y un segundo disco interior se muestran cerca de los focos del sur del disco elíptico de escombros. Un planeta, que los científicos suponen que está dando forma al disco a través de la fuerza gravitacional, se muestra hacia el norte. Los discos de escombros son los fósiles de la formación planetaria y, dado que no podemos estudiar directamente nuestro propio disco, también conocido como el Cinturón de Kuiper, los científicos recopilan información sobre la formación de nuestro Sistema Solar estudiando aquellos que podemos ver desde la distancia. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); M. Weiss (NRAO/AUI/NSF)

Las nuevas observaciones se realizaron en HD 53143 utilizando receptores de banda 6 de alta sensibilidad en ALMA, un observatorio cooperado por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., y han revelado que el disco de escombros del sistema estelar es en realidad muy excéntrico. . En los discos de escombros en forma de anillo, la estrella generalmente se encuentra en el centro del disco o cerca de él. Pero en los discos excéntricos de forma elíptica, la estrella reside en un foco de la elipse, lejos del centro del disco. Tal es el caso de HD 53143, que no se vio en estudios coronagráficos anteriores porque los coronógrafos bloquean deliberadamente la luz de una estrella para ver más claramente los objetos cercanos. El sistema estelar también puede albergar un segundo disco y al menos un planeta.

Imagen compuesta del sistema estelar HD 53143. Mostrados en naranja/rojo, datos de longitud de onda milimétrica de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), revelan un disco de escombros excéntrico no observado previamente que orbita HD 53143 en forma de elipse. Un punto sin resolver muestra la estrella descentrada cerca de los focos del sur del disco, mientras que un segundo punto sin resolver hacia el norte indica la presencia potencial de un planeta. Los datos ópticos de la Cámara avanzada para encuestas (ACS) del telescopio espacial Hubble se muestran en azul y blanco; una máscara coronagráfica bloquea la luz de las estrellas, lo que permite a los investigadores ver lo que sucede en la región que rodea a HD 53143. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. MacGregor (U. Colorado Boulder), S. Dagnello (NRAO/AUI/ NSF)

«Hasta ahora, los científicos nunca habían visto un disco de escombros con una estructura tan complicada. Además de ser una elipse con una estrella en un foco, también es probable que tenga un segundo disco interior desalineado o inclinado en relación con el disco exterior». dijo Meredith MacGregor, profesora asistente en el Centro de Astrofísica y Astronomía Espacial (CASA) y el Departamento de Ciencias Astrofísicas y Planetarias (APS) en CU Boulder, y autora principal del estudio. «Para producir esta estructura, debe haber un planeta o planetas en el sistema que estén perturbando gravitacionalmente el material en el disco».

Este nivel de excentricidad, dijo MacGregor, convierte a HD 53143 en el disco de escombros más excéntrico observado hasta la fecha, siendo dos veces más excéntrico que el disco de escombros de Fomalhaut, que MacGregor captó imágenes completas en longitudes de onda milimétricas usando ALMA en 2017. «Hasta ahora, no hemos encontrado muchos discos con una excentricidad significativa. En general, no esperamos que los discos sean muy excéntricos a menos que algo, como un planeta, los esté esculpiendo y obligándolos a ser excéntricos. Sin esa fuerza, las órbitas tienden a circularizarse, como lo que vemos en nuestro propio sistema solar».

HD 53143 se encuentra en la constelación de Carina, aproximadamente a 59,8 años luz de la Tierra. Crédito: IAU/Sky & Telescope

Es importante destacar que MacGregor señala que los discos de escombros no son solo acumulaciones de polvo y rocas en el espacio. Son un registro histórico de la formación planetaria y cómo los sistemas planetarios evolucionan con el tiempo. y dar un vistazo a su futuro. «No podemos estudiar la formación de la Tierra y el sistema solar directamente, pero podemos estudiar otros sistemas que parecen similares pero más jóvenes que el nuestro. Es un poco como mirar hacia atrás en el tiempo», dijo. «Los discos de escombros son el registro fósil de la formación de planetas, y este nuevo resultado es la confirmación de que hay mucho más que aprender de estos sistemas y que el conocimiento puede dar una idea de la complicada dinámica de los sistemas estelares jóvenes similares a nuestro propio sistema solar. «

El Dr. Joe Pesce, oficial de programas de la NSF para ALMA, agregó: «Estamos encontrando planetas dondequiera que miremos, y estos fabulosos resultados de ALMA nos muestran cómo se forman los planetas, tanto alrededor de otras estrellas como en nuestro propio sistema solar. Esta investigación demuestra cómo funciona la astronomía y cómo se avanza, informando no solo lo que sabemos sobre el campo sino también sobre nosotros mismos».

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