Una nueva investigación realizada por astrónomos de la Universidad de Michigan presenta las imágenes conocidas más detalladas de la región interna de un disco de formación de planetas.
Las imágenes, que se asemejan a donas infrarrojas polvorientas, muestran estructuras móviles inesperadas en el disco alrededor de una estrella joven y masiva llamada V1295 Aquilae y confirman las misteriosas emisiones internas reportadas en estudios previos. La estrella es seis veces más masiva que el sol y 900 veces más luminosa. Tiene sólo 100.000 años; el sol tiene 4.500 millones de años.
Noura Ibrahim, candidata a doctorado en astronomía de la U-M y primera autora, analiza los hallazgos del estudio que se publican en The Astrophysical Journal.
¿Por qué debemos examinar las estrellas jóvenes?
Las estrellas jóvenes nos brindan la oportunidad única de observar cómo se forman los sistemas estelares. Nuestra comprensión de cómo se formó nuestro sistema solar es limitada, por no hablar de los sistemas que no se parecen al nuestro. Con el lanzamiento de la misión Transiting Exoplanet Survey Satellite y el telescopio espacial James Webb, ha habido un aumento en la detección, confirmación y caracterización de planetas más allá de nuestro sistema solar, llamados exoplanetas.
Hasta el momento tenemos más de 5000 exoplanetas confirmados y más de 6000 candidatos potenciales que no se ajustan a lo que vemos en nuestro sistema solar. Es por eso que queremos observar las primeras etapas de la formación de planetas y examinar los discos donde eventualmente se formarán los exoplanetas.
¿Por qué son importantes estos hallazgos en particular?
Estamos utilizando la primera y única tecnología que es lo suficientemente potente como para sondear los discos circunestelares a escalas tan pequeñas. Nuestras imágenes y modelos revelaron una historia más compleja de posibles estructuras en movimiento y emisiones internas, que plantean más preguntas.
Además, estamos demostrando el poder de la interferometría (utilizando dos o más telescopios que funcionan juntos) para realizar ciencia de vanguardia a una fracción del precio de los telescopios espaciales, que no se puede comparar con nuestra resolución 50 veces mejor.
¿Cómo avanza este documento la ciencia y la comprensión de este campo?
Estamos utilizando interferometría para estudiar discos protoplanetarios, que es un subcampo relativamente amplio para empezar. Estos discos albergan la formación de planetas y eventualmente se convierten en sistemas estelares completos que son similares a nuestro sistema solar en algunos aspectos y completamente diferentes en otros.
Hasta hace poco, solo habíamos podido obtener imágenes de los discos externos utilizando los observatorios Hubble, ALMA, Keck o VLT, pero el disco interno seguía siendo un misterio.
¿Cómo imaginó estos discos internos?
Para llegar al poder de resolución necesario, la única técnica que podemos utilizar es la interferometría óptica de línea base larga. La interferometría funciona combinando la luz de múltiples telescopios que están dispuestos a cierta distancia entre sí.
Utilizamos el Centro de matriz astronómica de alta resolución angular, que es el interferómetro óptico e infrarrojo más grande del mundo. La matriz CHARA consta de seis telescopios de un metro dispuestos en forma de Y, lo que permite una potencia de resolución máxima equivalente a un solo telescopio de 331 metros de diámetro. Eso es más grande que The Big House, el estadio de la U-M.
Nuestro equipo de la U-M, dirigido por el profesor John Monnier, ha diseñado, construido y puesto en marcha múltiples combinadores de luz infrarroja en CHARA Array, que combinan la luz de los seis telescopios simultáneamente en diferentes bandas de longitud de onda. En 2018, el equipo actualizó el Michigan InfraRed Combiner (MIRC-X) para agregar una cámara sensible de última generación que puede detectar la luz infrarroja tenue de los discos polvorientos.
Cuando me uní al Ph.D. de astronomía de la U-M. programa en 2020, pude comenzar a analizar las observaciones tomadas con MIRC-X en 2019 de inmediato. Si bien no es obvio desde esta distancia en la Tierra, V1295 Aql es casi 900 veces más brillante que el sol y su alta luminosidad lo convirtió en un gran objetivo para nuestros objetivos de modelado e imagen. Sinceramente, me sentí un poco mimado, por lo hermosos que eran los datos.
¿Algo de estos hallazgos desafió la sabiduría convencional?
Los modelos anteriores de emisiones del disco interno teorizaban que la “cavidad” entre donde termina el disco polvoriento y la estrella no era tan oscura. Ya sabemos que en esa cavidad hay gas transparente libre de polvo que no produciría luz en el infrarrojo.
El polvo que vemos en el disco brilla con radiación infrarroja porque la estrella lo calienta. A cierta temperatura, el calor es demasiado alto para que el polvo lo resista y se destruye, por lo que, en teoría, no deberíamos ver ninguna emisión desde el medio porque el polvo se destruye. El hecho de que veamos luz desde el centro plantea la pregunta de qué está creando la opacidad que está emitiendo luz.
Con información de The Astrophysical Journal
