Los astrónomos que usan el Telescopio Espacial Hubble de la NASA están descubriendo que los planetas tienen dificultades para formarse en la región central agitada y agitada del cúmulo estelar masivo y abarrotado Westerlund 2. Ubicado a 20,000 años luz de distancia, Westerlund 2 es un laboratorio único paraestudiar procesos evolutivos estelares porque es relativamente cercano, bastante joven y contiene una gran población estelar.
Un estudio de Hubble de tres años sobre las estrellas en Westerlund 2 reveló que los precursores de los discos formadores de planetas que rodean las estrellas cerca del centro del cúmulo están misteriosamente desprovistos de grandes y densas nubes de polvo que en unos pocos millones de años podrían convertirse en planetas.
Sin embargo, las observaciones muestran que las estrellas en la periferia del cúmulo tienen las inmensas nubes de polvo formadoras de planetas incrustadas en sus discos. Los investigadores creen que nuestro sistema solar siguió esta receta cuando se formó hace 4.600 millones de años.
Entonces, ¿por qué algunas estrellas en Westerlund 2 tienen dificultades para formar planetas mientras que otras no? Parece que la formación de planetas depende de la ubicación, ubicación, ubicación. Las estrellas más masivas y brillantes del cúmulo se congregan en el núcleo, que esverificado por observaciones de otras regiones formadoras de estrellas. El centro del cúmulo contiene al menos 30 estrellas extremadamente masivas, algunas de las cuales pesan hasta 80 veces la masa del Sol. Su abrasadora radiación ultravioleta y vientos estelares similares a huracanes de partículas cargadas soplete discos alrededor de vecinosestrellas de menor masa, dispersando las gigantescas nubes de polvo.
"Básicamente, si tienes estrellas monstruosas, su energía va a alterar las propiedades de los discos alrededor de estrellas cercanas y menos masivas", explicó Elena Sabbi, del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore e investigadora principal del estudio Hubble."Todavía puede tener un disco, pero las estrellas cambian la composición del polvo en los discos, por lo que es más difícil crear estructuras estables que eventualmente conduzcan a planetas. Creemos que el polvo se evapora en 1 millón de años o cambiaen composición y tamaño tan dramáticamente que los planetas no tienen los bloques de construcción para formar ".
Las observaciones del Hubble representan la primera vez que los astrónomos analizaron un cúmulo estelar extremadamente denso para estudiar qué entornos son favorables para la formación de planetas. Sin embargo, los científicos aún están debatiendo si las estrellas voluminosas nacen en el centro o si migran allí. Westerlund 2ya tiene estrellas masivas en su núcleo, a pesar de que es un sistema relativamente joven de 2 millones de años.
Usando la cámara de campo amplio Hubble 3, los investigadores encontraron que de las casi 5,000 estrellas en Westerlund 2 con masas entre 0.1 a 5 veces la masa del Sol, 1,500 de ellas muestran fluctuaciones en su luz a medida que las estrellas acumulan material de sus discos.el material agrupado dentro del disco bloqueará temporalmente parte de la luz de las estrellas, causando fluctuaciones de brillo.
Sin embargo, Hubble detectó la firma de dicho material en órbita solo alrededor de estrellas fuera de la región central repleta del cúmulo. El telescopio fue testigo de grandes caídas de brillo durante 10 a 20 días alrededor del 5% de las estrellas antes de que volvieran al brillo normal.No detectaron estas caídas de brillo en las estrellas que residen dentro de los cuatro años luz del centro. Estas fluctuaciones podrían ser causadas por grandes grupos de polvo que pasaban frente a la estrella. Los grupos estarían en un disco inclinado casi de bordela visión desde la Tierra. "Creemos que son planetesimales o estructuras en formación", explicó Sabbi. "Estas podrían ser las semillas que eventualmente conducen a planetas en sistemas más evolucionados. Estos son los sistemas que no vemos cerca de estrellas muy masivas. Los vemos solo en sistemas fuera del centro "
Gracias a Hubble, los astrónomos ahora pueden ver cómo las estrellas se acumulan en entornos que son como el universo primitivo, donde los cúmulos estaban dominados por estrellas monstruosas. Hasta ahora, el entorno estelar cercano más conocido que contiene estrellas masivas es la región de nacimiento de estrellas en elNebulosa de Orión. Sin embargo, Westerlund 2 es un objetivo más rico debido a su mayor población estelar.
"Las observaciones de Hubble sobre Westerlund 2 nos dan una idea mucho mejor de cómo las estrellas de diferentes masas cambian con el tiempo, y cómo los vientos y la radiación de estrellas muy masivas afectan a las estrellas cercanas de menor masa y sus discos", dijo Sabbi.vea, por ejemplo, que las estrellas de menor masa, como nuestro Sol, que están cerca de estrellas extremadamente masivas en el cúmulo todavía tienen discos y aún pueden acumular material a medida que crecen. Pero la estructura de sus discos y por lo tanto su capacidad de formación de planetas parece ser muy diferente al de los discos alrededor de las estrellas que se forman en un ambiente más tranquilo más alejado del núcleo del cúmulo. Esta información es importante para construir modelos de formación de planetas y evolución estelar ".
Este grupo será un excelente laboratorio para observaciones de seguimiento con el próximo telescopio espacial James Webb de la NASA, un observatorio infrarrojo. Hubble ha ayudado a los astrónomos a identificar las estrellas que tienen posibles estructuras planetarias. Con Webb, los investigadores pueden estudiar qué discos alrededor de las estrellas estánno acumulando material y qué discos aún tienen material que podría acumularse en los planetas. Esta información sobre 1,500 estrellas permitirá a los astrónomos trazar un camino sobre cómo crecen y evolucionan los sistemas estelares. Webb también puede estudiar la química de los discos en diferentes fases evolutivas yobserve cómo cambian y ayude a los astrónomos a determinar qué influencia juega el medio ambiente en su evolución.
El Telescopio Espacial Romano Nancy Grace de la NASA, otro observatorio infrarrojo planeado, podrá realizar el estudio de Sabbi en un área mucho más grande. Westerlund 2 es solo una pequeña porción de una inmensa región de formación estelar. Estas vastas regiones contienen cúmulos de estrellascon diferentes edades y densidades diferentes. Los astrónomos podrían usar las observaciones del telescopio espacial romano para comenzar a construir estadísticas sobre cómo las características de una estrella, como su masa o salida, afectan su propia evolución o la naturaleza de las estrellas que se forman cerca. Las observaciones también podrían proporcionarMás información sobre cómo se forman los planetas en entornos difíciles.
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