Un equipo internacional de astrónomos utilizó dos de los radiotelescopios más potentes del mundo para crear más de trescientas imágenes de discos formadores de planetas alrededor de estrellas muy jóvenes en las Nubes de Orión. Estas imágenes revelan nuevos detalles sobre los lugares de nacimiento de los planetas yLas primeras etapas de la formación de estrellas.
La mayoría de las estrellas en el universo están acompañadas por planetas. Estos planetas nacen en anillos de polvo y gas, llamados discos protoplanetarios. Incluso las estrellas muy jóvenes están rodeadas por estos discos. Los astrónomos quieren saber exactamente cuándo estos discos comienzan a formarse, y cómo se ven. Pero las estrellas jóvenes son muy débiles, y hay densas nubes de polvo y gas que las rodean en viveros estelares. Solo las matrices de radiotelescopio altamente sensibles pueden detectar los pequeños discos alrededor de estas estrellas infantiles en medio del material densamente empaquetado enestas nubes
Para esta nueva investigación, los astrónomos señalaron tanto la matriz muy grande Karl G. Jansky de la National Science Foundation VLA como la matriz Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA a una región en el espacio donde nacen muchas estrellas: las nubes moleculares de OriónEsta encuesta, llamada VLA / ALMA Nascent Disk and Multiplicity VANDAM, es la encuesta más grande de estrellas jóvenes y sus discos hasta la fecha.
Las estrellas muy jóvenes, también llamadas protóstares, se forman en nubes de gas y polvo en el espacio. El primer paso en la formación de una estrella es cuando estas densas nubes colapsan debido a la gravedad. A medida que la nube colapsa, comienza a girar -formando un disco aplanado alrededor de la protostar. El material del disco continúa alimentando a la estrella y haciéndola crecer. Eventualmente, se espera que el material sobrante en el disco forme planetas.
Muchos aspectos sobre estas primeras etapas de formación de estrellas, y cómo se forma el disco, aún no están claros. Pero esta nueva encuesta proporciona algunas pistas faltantes a medida que el VLA y ALMA se asomaban a través de las densas nubes y observaban cientos de protostars y sus discos en variosetapas de su formación.
discos formadores de planetas jóvenes
"Esta encuesta reveló la masa y el tamaño promedio de estos discos protoplanetarios muy jóvenes", dijo John Tobin, del Observatorio Nacional de Radioastronomía NRAO en Charlottesville, Virginia, y líder del equipo de encuestas ". Ahora podemos compararlos condiscos más antiguos que también se han estudiado intensamente con ALMA "
Lo que descubrieron Tobin y su equipo es que los discos muy jóvenes pueden tener un tamaño similar, pero en promedio son mucho más masivos que los discos más viejos. "Cuando una estrella crece, se come más y más material del disco. Esto significaque los discos más jóvenes tienen mucha más materia prima a partir de la cual podrían formarse planetas. Posiblemente planetas más grandes ya comienzan a formarse alrededor de estrellas muy jóvenes ".
Cuatro protostars especiales
Entre cientos de imágenes de la encuesta, cuatro protostars se veían diferentes al resto y llamaron la atención de los científicos. "Estas estrellas recién nacidas se veían muy irregulares y manchadas", dijo la miembro del equipo Nicole Karnath de la Universidad de Toledo, Ohio ahora en SOFIA ScienceCentro. "Creemos que se encuentran en una de las primeras etapas de la formación de estrellas y algunos incluso pueden no haberse formado aún en protostars".
Es especial que los científicos encontraron cuatro de estos objetos. "Raramente encontramos más de uno de esos objetos irregulares en una observación", agregó Karnath, quien usó estas cuatro estrellas infantiles para proponer un camino esquemático para las primeras etapas de la formación de estrellas"No estamos del todo seguros de cuántos años tienen, pero probablemente sean menores de diez mil años".
Para definirse como una protostar típica clase 0, las estrellas no solo deben tener un disco giratorio aplanado que las rodea, sino también un flujo de salida, arrojando material en direcciones opuestas, que despeja la densa nube que rodea las estrellas y creason ópticamente visibles. Este flujo de salida es importante, ya que evita que las estrellas giren sin control mientras crecen. Pero cuando exactamente estos flujos de salida comienzan a suceder, es una pregunta abierta en astronomía.
Una de las estrellas infantiles en este estudio, llamada HOPS 404, tiene un flujo de salida de solo dos kilómetros 1.2 millas por segundo un flujo típico de salida de una protostar de 10-100 km / so 6-62 millas / s."Es un gran sol hinchado que aún está acumulando mucha masa, pero acaba de comenzar su flujo de salida para perder impulso angular y poder seguir creciendo", explicó Karnath. "Este es uno de los flujos de salida más pequeños que hemos visto yapoya nuestra teoría de cómo se ve el primer paso para formar una protostar "
Combinando ALMA y VLA
La exquisita resolución y sensibilidad proporcionadas por ALMA y VLA fueron cruciales para comprender las regiones externas e internas de los protostars y sus discos en esta encuesta. Si bien ALMA puede examinar el material denso y polvoriento alrededor de los protostars con gran detalle, las imágenes deEl VLA hecho en longitudes de onda más largas fue esencial para comprender las estructuras internas de los protostars más jóvenes a escalas más pequeñas que nuestro sistema solar.
"El uso combinado de ALMA y el VLA nos ha dado lo mejor de ambos mundos", dijo Tobin. "Gracias a estos telescopios, comenzamos a comprender cómo comienza la formación de planetas".
El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc.
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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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