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Extraño sistema estelar con tres discos de formación planetaria

Los planetas se forman a partir de grandes discos de polvo y gas que se acumulan alrededor de sus estrellas anfitrionas. Hace miles de millones de años, nuestro sistema solar se habría visto como un solo punto de luz brillante proveniente del sol, con un disco de materia girando a su alrededor que eventualmente se agrupó en planetas. Para aprender sobre cómo se formó nuestro sistema solar, es útil observar otros sistemas que actualmente están pasando por este proceso, como TW Hydrae, un sistema ubicado a 200 años luz de distancia y que se volvió hacia nosotros, lo que lo convierte en el lugar perfecto para observar la formación planetaria.

Pero hay algo extraño en el sistema TW Hydrae. En 2017, los astrónomos notaron por primera vez una extraña sombra que era visible en el disco de polvo y gas que rodeaba la estrella. Si bien tales sombras son típicamente de un planeta formado dentro del disco, en este caso la forma y el movimiento de la sombra sugirieron que en realidad era de un segundo disco, ubicado dentro del primer disco e inclinado en un ángulo diferente. Ahora, los astrónomos creen que han visto evidencia de un tercer disco, con los tres apilados y creando un complejo patrón de sombras.

Esta ilustración se basa en imágenes del Telescopio Espacial Hubble de discos de gas y polvo que rodean a la joven estrella TW Hydrae. Tenemos una vista oblicua de tres anillos concéntricos de polvo y gas. En el centro está el resplandor blanco brillante de la estrella central. Los anillos de color rojizo están inclinados entre sí y, por lo tanto, proyectan sombras oscuras a través del anillo más externo.
Esta ilustración se basa en imágenes del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA de discos de gas y polvo que rodean a la joven estrella TW Hydrae. Las fotos del Hubble muestran sombras que recorren los discos que rodean el sistema. La interpretación es que estas sombras provienen de discos internos ligeramente inclinados que impiden que la luz de las estrellas llegue al disco exterior y, por lo tanto, proyectan una sombra. Los discos están ligeramente inclinados entre sí debido a la atracción gravitacional de planetas invisibles que deforman la estructura del disco. NASA. ESA, L. Hustak (STScI)

Los investigadores utilizaron datos del Telescopio Espacial Hubble recopilados en 2021 para observar el sistema, encontrando que la sombra era diferente de lo que esperaban según la teoría de un disco proyectando una sombra en un segundo disco.

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«Descubrimos que la sombra había hecho algo completamente diferente», dijo el investigador principal John Debes, del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, en un comunicado. «Cuando miré los datos por primera vez, pensé que algo había salido mal con la observación porque no era lo que esperaba. Al principio estaba desconcertado, y todos mis colaboradores decían: ¿Qué está pasando? Realmente tuvimos que rascarnos la cabeza y nos tomó un tiempo encontrar una explicación».

Descubrieron que la explicación más probable para las observaciones son dos discos desalineados dentro de un tercer disco más grande. Esa es una configuración muy extraña para un sistema planetario. «Nunca hemos visto esto antes en un disco protoplanetario», dijo Debes. «Hace que el sistema sea mucho más complejo de lo que pensábamos originalmente».

Podría ser que ya haya planetas formados dentro de cada uno de los discos, que es lo que está causando las sombras. Para obtener más información, una posibilidad es utilizar la poderosa visión infrarroja del Telescopio Espacial James Webb para observar las sombras con más detalle.

La investigación se publica en The Astrophysical Journal.

Diego Bastarrica
Diego Bastarrica es periodista y docente de la Universidad Diego Portales de Chile. Especialista en redes sociales…
James Webb captura los vientos galácticos de las estrellas recién nacidas
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Un nuevo e impresionante par de imágenes del telescopio espacial James Webb muestran una nueva vista de una galaxia familiar. Messier 82 es una famosa galaxia con brotes de formación estelar, llena de formación estelar brillante y activa, y los científicos están utilizando Webb para estudiar cómo nacen las estrellas en las condiciones de ajetreo en el centro de la galaxia.

Los astrónomos utilizaron el instrumento NIRCam de Webb para observar la galaxia, y al dividir los datos resultantes en longitudes de onda más cortas y más largas, se pueden ver diferentes características que se seleccionan en la bulliciosa y activa región donde se están formando las estrellas.
Esta imagen del instrumento NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) de Webb muestra el centro de M82 con un nivel de detalle sin precedentes. Con la resolución de Webb, los astrónomos pueden distinguir fuentes pequeñas, brillantes y compactas que son estrellas individuales o cúmulos estelares. Obtener un recuento preciso de las estrellas y cúmulos que componen el centro de M82 puede ayudar a los astrónomos a comprender las diferentes fases de la formación estelar y las líneas de tiempo de cada etapa. NASA, ESA, CSA, STScI, A. Bolatto (UMD)
Esta imagen del instrumento NIRCam (Cámara de Infrarrojo Cercano) de Webb muestra el viento galáctico de M82 a través de la emisión de moléculas químicas de hollín conocidas como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Los HAP son granos de polvo muy pequeños que sobreviven en temperaturas más frías, pero se destruyen en condiciones de calor. La estructura de la emisión se asemeja a la del gas caliente e ionizado, lo que sugiere que los HAP pueden reponerse mediante la ionización continua del gas molecular. NASA, ESA, CSA, STScI, A. Bolatto (UMD)
"M82 ha obtenido una variedad de observaciones a lo largo de los años porque puede considerarse como la galaxia prototípica con estallido estelar", dijo Alberto Bolatto, autor principal de la investigación, en un comunicado. "Tanto el telescopio espacial Spitzer como el Hubble han observado este objetivo. Con el tamaño y la resolución de Webb, podemos mirar esta galaxia de formación estelar y ver todos estos nuevos y hermosos detalles".

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El Hubble capta los dramáticos chorros de una estrella bebé
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Una nueva imagen del Telescopio Espacial Hubble muestra el drama que se desarrolla cuando nace una nueva estrella. Dentro de una nube arremolinada de polvo y gas, una estrella recién formada emite poderosos chorros que expulsan material y cortan el polvo cercano de la nebulosa circundante para crear esta impresionante vista.

La imagen muestra un sistema llamado FS Tau, ubicado a 450 años luz de distancia en una región llamada Taurus-Auriga. Dentro de esta región hay muchos viveros estelares con nuevas estrellas en formación, lo que lo convierte en un objetivo favorito para los astrónomos que estudian la formación estelar. Pero este sistema en particular destaca por la naturaleza dramática de su estrella recién nacida, que ha formado una estructura épica llamada objeto Herbig-Haro.
FS Tau es un sistema multiestelar formado por FS Tau A, el objeto brillante parecido a una estrella cerca del centro de la imagen, y FS Tau B (Haro 6-5B), el objeto brillante en el extremo derecho que está parcialmente oscurecido por una línea vertical oscura de polvo. Los objetos jóvenes están rodeados por el gas y el polvo suavemente iluminados de esta guardería estelar. El sistema tiene solo unos 2,8 millones de años, muy joven para un sistema estelar. Nuestro Sol, por el contrario, tiene unos 4.600 millones de años. NASA, ESA, K. Stapelfeldt (NASA JPL), G. Kober (NASA/Universidad Católica de América)
Un objeto Herbig-Haro es la estructura creada por chorros de material procedentes de una estrella joven. Una estrella se forma a partir de nubes de polvo y gas cuando este material se agrupa para formar un pequeño nudo. Con el tiempo, este nudo atrae más y más material debido a la gravedad, hasta que finalmente colapsa para formar un núcleo y se convierte en una protoestrella. Como la protoestrella es densa, atrae aún más material debido a la gravedad, creciendo con el tiempo y calentándose a medida que el material se frota, creando fricción. Sin embargo, la estrella aún no está creando su propio calor a través de la fusión, por lo que aún no es una estrella de la secuencia principal como nuestro sol.

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