Un estallido violento de la joven estrella V883 Orionis ha dado a los astrónomos su primera visión de una "línea de nieve" en un disco protoplanetario: el punto de transición alrededor de la estrella donde la temperatura y la presión son lo suficientemente bajas como para que se forme hielo de agua.
Un aumento abrupto en el brillo de la estrella "calentó" la parte interna del disco, empujando la línea de nieve del agua mucho más lejos de lo normal, permitiendo a los astrónomos obtener imágenes con la matriz Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA.En condiciones normales, la línea de nieve en el agua estaría demasiado cerca de la protostar para observarla directamente, incluso con la notable resolución de ALMA.
Por lo general, el calor de una estrella joven similar al Sol evita que las moléculas de agua se congelen en un radio de aproximadamente tres unidades astronómicas, a unos 450 millones de kilómetros de la estrella. Una unidad astronómica - AU - es la distancia promedio desde elTierra al Sol. Más allá de ese punto, conocido como la línea de nieve, el agua se condensa para formar una capa de hielo en los granos de polvo y otras partículas.
Sin embargo, un aumento abrupto y poderoso en el brillo del V883 Orionis ha llevado la línea de nieve del agua a aproximadamente 40 UA aproximadamente 6 mil millones de kilómetros, una distancia que corresponde aproximadamente a la órbita de Plutón en nuestro sistema solar.
Aunque V883 Orionis es solo un 30 por ciento más masivo que nuestro Sol, actualmente es 400 veces más luminoso y mucho más caliente, gracias a su reciente explosión provocada por el material del disco que cae sobre la superficie de la estrella.
"Las observaciones de ALMA nos sorprendieron", dijo Lucas Cieza, astrónomo de la Universidad Diego Portales, Santiago, Chile, y autor principal de un artículo que describe estos resultados publicados en la revista Naturaleza . "Nuestras observaciones fueron diseñadas para generar imágenes de la fragmentación del disco, que es uno de los mecanismos propuestos para la formación de planetas gigantes. No vimos nada de eso, ya que el disco probablemente está demasiado caliente para fragmentarse a pesar de su gran masa. En cambio,encontramos lo que parece un anillo a 40 UA. Esto ilustra bien el poder transformador de ALMA, que ofrece resultados emocionantes incluso si no son los que estábamos buscando ".
"La distribución del hielo de agua alrededor de una estrella joven es fundamental para la formación del planeta e incluso para el desarrollo de la vida en la Tierra. La observación de ALMA arroja luz importante sobre cómo y dónde sucede esto en los discos protoplanetarios cuando los planetas jóvenes todavía se están formando", dijo ZhaohuanZhu, astrónomo de la Universidad de Princeton, Nueva Jersey, y coautor del artículo: "Ahora tenemos evidencia directa de que existe una región helada que conduce a la formación de planetas alrededor de otras estrellas".
El hielo de agua ayuda a regular la aglomeración de los granos de polvo en partículas cada vez más grandes. Los astrónomos creen que dentro de la línea de nieve, donde se vaporiza el agua, las condiciones favorecen la formación de planetas más pequeños y rocosos como Marte y la Tierra. Fuera de la línea de nieve del agua, la presenciade hielo permite la rápida formación de bolas de nieve y cuerpos cometarios, lo que facilita la formación de planetas gaseosos masivos como Júpiter.
"Dado que el hielo de agua es más abundante que el polvo en sí mismo más allá de la línea de nieve, los planetas pueden agregar más material sólido y formarse más grande y más rápido allí. De esta manera, los planetas gigantes como Júpiter y Saturno pueden formarse antes de que el disco protoplanetario desaparezca", señalóZhu.
El descubrimiento de que estos estallidos pueden volar la línea de nieve del agua a aproximadamente 10 veces su radio típico es muy significativo para el desarrollo de modelos de formación planetaria confiables. Se cree que tales estallidos son una etapa en la evolución de la mayoría de los sistemas planetarios, por lo que estopuede ser la primera observación de una ocurrencia común. En ese caso, esta observación directa de ALMA podría contribuir sustancialmente a una mejor comprensión de cómo se forman y evolucionan los planetas en todo el Universo. También arroja luz sobre cómo el hielo de agua puede haberse distribuido en nuestropropio disco protoplanetario
La estrella V883 Orionis se encuentra aproximadamente a 1.350 años luz de la Tierra en el Cúmulo de Nebulosa de Orión. A esta distancia, ALMA pudo alcanzar una resolución de aproximadamente 12 UA, suficiente para resolver la línea de nieve del agua en este sistema pero insuficiente parahazlo alrededor de una típica estrella joven.
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Materiales proporcionado por Observatorio Nacional de Radioastronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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