Los astrónomos lanzaron este mes la mayor colección de imágenes nítidas y detalladas de discos de escombros alrededor de estrellas jóvenes, mostrando la gran variedad de formas y tamaños de sistemas estelares durante sus primeros años de formación de planetas. Sorprendentemente, casi todos mostraron evidencia de planetas.
Las imágenes fueron obtenidas durante un período de cuatro años por un instrumento de precisión, el Gemini Planet Imager GPI, montado en el telescopio Gemini South de 8 metros en Chile. El GPI utiliza una óptica adaptativa de última generación.sistema para eliminar el desenfoque atmosférico, proporcionando las imágenes más nítidas hasta la fecha de muchos de estos discos.
Los instrumentos terrestres como GPI, que se está actualizando para realizar observaciones similares en el cielo del norte desde el Telescopio Gemini Norte en Hawai, pueden ser una forma de detectar estrellas con discos de escombros sospechosos para determinar cuáles vale la pena apuntar por más poderosos,pero caros, telescopios para encontrar planetas, en particular planetas habitables. Varios telescopios de 20, 30 y 40 metros, como el Telescopio Gigante de Magallanes y el Telescopio Extremadamente Grande, estarán en línea en las próximas dos décadas, mientrasSe espera que el telescopio espacial James Webb en órbita se lance en 2021.
"A menudo es más fácil detectar el disco lleno de polvo que los planetas, por lo que primero detecta el polvo y luego sabe apuntar su telescopio espacial James Webb o su telescopio espacial Nancy Grace Roman a esos sistemas, reduciendo el númerode las estrellas que tienes que buscar para encontrar estos planetas en primer lugar ", dijo Tom Esposito, un becario postdoctoral en la Universidad de California, Berkeley.
Esposito es el primer autor de un artículo que describe los resultados que aparecieron el 15 de junio en El diario astronómico .
cinturones de cometas alrededor de otras estrellas
Los discos de escombros en las imágenes son el equivalente del Cinturón de Kuiper en nuestro sistema solar, un reino gélido aproximadamente 40 veces más alejado del sol que la Tierra, más allá de la órbita de Neptuno, y lleno de rocas, polvo y hielo quenunca se convirtió en parte de ningún planeta en nuestro sistema solar. Cometas del cinturón - bolas de hielo y roca - barren periódicamente a través del sistema solar interno, ocasionalmente causando estragos en la Tierra, pero también entregando materiales relacionados con la vida como agua, carbono yoxígeno.
De las 26 imágenes de discos de escombros obtenidas por el Gemini Planet Imager GPI, 25 tenían "agujeros" alrededor de la estrella central que probablemente fueron creados por planetas barriendo rocas y polvo. Siete de los 26 eran previamente desconocidos; imágenes anterioresde los otros 19 no eran tan nítidos como los de GPI y, a menudo, no tenían la resolución para detectar un agujero interno. La encuesta duplica la cantidad de discos de escombros fotografiados a una resolución tan alta.
"Una de las cosas que encontramos es que estos llamados discos son realmente anillos con claros internos", dijo Esposito, quien también es investigador en el Instituto SETI en Mountain View, California. "GPI tenía una visión clara delregiones internas cercanas a la estrella, mientras que en el pasado, las observaciones del telescopio espacial Hubble y los instrumentos más antiguos desde el suelo no podían ver lo suficientemente cerca de la estrella como para ver el agujero a su alrededor ".
El GPI incorpora un coronógrafo que bloquea la luz de la estrella, lo que le permite ver tan cerca como una unidad astronómica AU de la estrella, o la distancia de la Tierra desde nuestro sol: 93 millones de millas.
El GPI apuntó a 104 estrellas que eran inusualmente brillantes en luz infrarroja, lo que indica que estaban rodeadas de escombros que reflejaban la luz de la estrella o calentadas por la estrella. El instrumento registró luz polarizada cercana al infrarrojo dispersada por pequeñas partículas de polvo, aproximadamente una milésima partede un milímetro 1 micrón de tamaño, probablemente el resultado de colisiones entre rocas más grandes en un disco de escombros.
"No ha habido una encuesta sistemática de discos de desechos jóvenes de este tamaño, con el mismo instrumento, utilizando los mismos modos y métodos de observación", dijo Esposito. "Detectamos estos 26 discos de desechos con una calidad de datos muy consistente, donderealmente puede comparar las observaciones, algo que es único en términos de encuestas de disco de escombros "
Los siete discos de escombros nunca antes fotografiados de esta manera estaban entre 13 discos alrededor de estrellas que se mueven juntas a través de la Vía Láctea, miembros de un grupo llamado asociación estelar Scorpius-Centaurus, que se encuentra entre 100 y 140 parsecs de la Tierra, o algunos400 años luz.
"Es como el lugar de pesca perfecto; nuestra tasa de éxito fue mucho mayor que cualquier otra cosa que hayamos hecho alguna vez", dijo Paul Kalas, profesor adjunto de astronomía de UC Berkeley y segundo autor del artículo. Porque los siete están alrededorestrellas que nacieron en la misma región aproximadamente al mismo tiempo, "ese grupo en sí mismo es un mini laboratorio donde podemos comparar y contrastar las arquitecturas de muchos viveros planetarios que se desarrollan simultáneamente en una variedad de condiciones, algo que realmente no hicimostener antes ", agregó Esposito.
De las 104 estrellas observadas, 75 no tenían un disco de un tamaño o densidad que GPI pudiera detectar, aunque es posible que estén rodeadas de escombros de la formación de planetas. Se observó que otras tres estrellas albergan discos pertenecientes al protoplanetario anterior"fase de evolución.
¿Cómo era nuestro sistema solar en su infancia?
La extensión de los discos de escombros variaba ampliamente, pero la mayoría oscilaba entre 20 y 100 UA. Eran alrededor de estrellas que variaban en edad desde decenas de millones de años hasta algunos cientos de millones de años, un período muy dinámico para la evolución de los planetas.La mayoría eran más grandes y brillantes que el sol.
La única estrella, HD 156623, que no tenía un agujero en el centro del disco de desechos era una de las más jóvenes del grupo, lo que encaja con las teorías de cómo se forman los planetas. Inicialmente, el disco protoplanetario debería ser relativamente uniforme,pero a medida que el sistema envejece, los planetas se forman y barren la parte interna del disco.
"Cuando miramos discos circunestelares más jóvenes, como discos protoplanetarios que están en una fase de evolución anterior, cuando se están formando los planetas, o antes de que los planetas hayan comenzado a formarse, hay mucho gas y polvo en las áreas donde encontramosestos agujeros en los discos de escombros más antiguos ", dijo Esposito." Algo ha eliminado ese material con el tiempo, y una de las formas en que puede hacerlo es con los planetas ".
Debido a que la luz polarizada de los discos de escombros puede decir teóricamente a los astrónomos la composición del polvo, Esposito espera refinar los modelos para predecir la composición, en particular, para detectar el agua, que se cree que es una condición para la vida.
Estudios como estos podrían ayudar a responder una pregunta persistente sobre nuestro propio sistema solar, dijo Kalas.
"Si retrocede el reloj de nuestro propio sistema solar en 4.500 millones de años, ¿cuál de estos discos éramos? ¿Eramos un anillo estrecho o éramos una gota borrosa?", Dijo. "Sería genialsaber cómo nos veíamos en ese momento para comprender nuestros propios orígenes. Esa es la gran pregunta sin respuesta "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :