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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.

«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.

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Diego Bastarrica
Diego Bastarrica es periodista y docente de la Universidad Diego Portales de Chile. Especialista en redes sociales…
Hubble ve la luz fantasmal de estrellas perdidas y errantes
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Cuando la mayoría de la gente aprende sobre la estructura del universo en la escuela, el modelo es simple: los planetas giran alrededor de las estrellas, y las estrellas se agrupan en galaxias, de las cuales hay muchas en el universo. Es posible que incluso hayas aprendido que las galaxias a menudo pueden agruparse por miles en enormes cúmulos de galaxias.

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Estas son imágenes del Telescopio Espacial Hubble de dos cúmulos masivos de galaxias llamados MOO J1014 + 0038 (panel izquierdo) y SPT-CL J2106-5844 (panel derecho). El color azul agregado artificialmente se traduce de los datos del Hubble que capturaron un fenómeno llamado luz intracúmulo. Este resplandor extremadamente débil traza una distribución suave de la luz de las estrellas errantes dispersas por todo el cúmulo. Hace miles de millones de años, las estrellas se desprendieron de sus galaxias progenitoras y ahora se desplazan a través del espacio intergaláctico. CIENCIA: NASA, ESA, STScI, James Jee (Universidad de Yonsei) PROCESAMIENTO DE IMÁGENES: Joseph DePasquale (STScI)
La pregunta difícil que los astrónomos han estado reflexionando es cómo las estrellas rebeldes se dispersan por todo un cúmulo de galaxias, ya que no estaban seguros de si los cúmulos atrajeron a las estrellas rebeldes mucho después de que se formaron, o si las estrellas ya estaban presentes cuando el cúmulo se formó a su alrededor. Para responder a esto, un grupo usó el Hubble para observar la luz intracúmulo, que es la luz difusa y muy tenue que se ve alrededor y dentro de los cúmulos de galaxias que no está relacionada con galaxias específicas dentro del cúmulo.

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Situado a 4350 años luz de distancia en la constelación de Sagitario, las distintivas formas de humo del cúmulo se forman a partir de una nube de polvo y gas interestelar que está alimentando la formación de nuevas estrellas.
Una parte del cúmulo abierto NGC 6530 aparece como una turbulenta pared de humo salpicada de estrellas en esta imagen del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA. NGC 6530 es una colección de varios miles de estrellas que se encuentran a unos 4.350 años luz de la Tierra en la constelación de Sagitario. ESA/Hubble & NASA, O. De Marco; Agradecimientos: M.H. Özsaraç
Para investigar esta escena, Hubble utilizó dos de sus instrumentos: la Cámara Avanzada para Sondeos y la Cámara Planetaria de Campo Amplio 2. Los científicos del Hubble escriben que los astrónomos "recorrieron la región con la esperanza de encontrar nuevos ejemplos de proplyds, una clase particular de discos protoplanetarios iluminados que rodean estrellas recién nacidas. La gran mayoría de los proplídos se han encontrado en una sola región, la cercana Nebulosa de Orión. Esto hace que comprender su origen y vidas en otros entornos astronómicos sea un desafío".

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La Pequeña Nube de Magallanes, brilla en la imagen del Hubble
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Cada semana, los investigadores del Telescopio Espacial Hubble comparten una imagen que han capturado de un objeto o región en particular en el espacio. La imagen del Hubble de esta semana muestra la Pequeña Nube de Magallanes, o SMC, que es una galaxia satélite de nuestra Vía Láctea.

El SMC es pequeño en comparación con nuestra galaxia, con solo 7.000 años luz de diámetro en comparación con los aproximadamente 100.000 años luz de la Vía Láctea, lo que la convierte en un tipo llamado galaxia enana. También es uno de nuestros vecinos más cercanos y una galaxia satélite de la Vía Láctea, lo que significa que está ligada gravitacionalmente a nuestra galaxia. Se puede ver a simple vista, junto con su compañera la Gran Nube de Magallanes, en su mayoría visible desde el hemisferio sur.
Esta imagen del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA captura una pequeña porción de la Pequeña Nube de Magallanes (SMC). El SMC es una galaxia enana y uno de los vecinos más cercanos de la Vía Láctea, que se encuentra a sólo unos 200.000 años luz de la Tierra. Hace un par con la Gran Nube de Magallanes, y ambos objetos se ven mejor desde el hemisferio sur, pero también son visibles desde algunas latitudes del norte. ESA/Hubble y NASA, A. Nota, G. De Marchi
Esta imagen es solo una pequeña parte del SMC. "La Pequeña Nube de Magallanes contiene cientos de millones de estrellas, pero esta imagen se centra en sólo una pequeña fracción de ellas", escriben los científicos del Hubble. "Estas estrellas comprenden el cúmulo abierto NGC 376, que tiene una masa total de sólo unas 3.400 veces la del Sol. Los cúmulos abiertos, como su nombre indica, están poco unidos y escasamente poblados".

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