23 de septiembre de 2009
NASA/ JPL - Caltech
Astrónomos han sido testigos de un extraño comportamiento alrededor de una estrella joven. Algo, tal vez otra estrella o un planeta, parece estar empujando un aglutinamiento de material formador de planetas. Las observaciones, realizadas por el telescopio espacial Spitzer, de la NASA, ofrecen una rara mirada a las etapas tempranas de la formación planetaria.
Los planetas se forman en discos arremolinados de gas y polvo. Spitzer observó luz infrarroja proveniente de tal disco alrededor de una joven estrella, llamada LRLL 31, por un lapso de cinco meses. Para sorpresa de los astrónomos, la luz variaba en forma inesperada, en tan poco tiempo como una semana. Los planetas tardan millones de años en formarse, por lo que es raro ver algún cambio en las escalas de tiempo que los humanos podemos percibir.
Una posible explicación es que un compañero cercano a la estrella – tanto una estrella como un planeta en formación – podría estar empujando material formador de planetas, causando que su espesor varíe a medida que gira alrededor de la estrella.
“No sabemos si se han formado planetas o se formarán, pero hemos adquirido un mejor entendimiento de las propiedades y dinámicas del polvo fino que podría convertirse en o formar un planeta”, dijo James Muzerolle, del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, STScI, en Baltimore, Maryland. Muzerolle es el autor principal de un artículo aceptado para su publicación en Astrophysical Journal Letters. “Ésta es una visión única, en tiempo real, dentro del extenso proceso de formación de planetas”.
Una de las teorías de formación planetaria sugiere que los planetas comienzan como granos de polvo arremolinándose alrededor de una estrella en un disco. Ellos, lentamente, aumentan su tamaño, reuniendo más y más masa como una bola de nieve. A medida que los planetas se hacen más y más grandes, cavan huecos en el polvo, hasta que toman forma los llamados discos en transición, con un agujero en forma de rosquilla en su centro. Con el tiempo, este disco desaparece y emerge un nuevo tipo de disco, formado por restos de colisiones entre planetas, asteroides y cometas. Por último, se forma un sistema planetario maduro como el nuestro.
Antes que Spitzer fuera lanzado, en 2003, sólo se conocían algunos discos en transición con huecos o agujeros. Con la visión infrarroja mejorada de Spitzer, ahora se han encontrado docenas. El telescopio espacial detectó el brillo cálido de los discos e, indirectamente, trazó sus estructuras.
Muzerolle y su equipo comenzaron a estudiar una familia de jóvenes estrellas, la mayoría con discos en transición conocidos. Las estrellas tienen de dos a tres millones de años y están a alrededor de 1000 años luz, en la región de formación estelar IC 348, en la constelación de Perseo. Algunas de las estrellas mostraron sorprendentes indicios de variaciones. Los astrónomos investigaron una, LRLL 31, estudiando a la estrella durante cinco meses con los tres instrumentos de Spitzer.
Las observaciones mostraron que la luz de la región interior de los discos estelares cambian en pocas semanas y, en algunos casos, en una semana. “Los discos en transición son bastante raros, por lo que ver uno con este tipo de variabilidad realmente entusiasma”, dijo el coautor Kevin Flaherty, de la Universidad de Arizona, Tucson.
La intensidad y la longitud de onda de la luz infrarroja variaron todo el tiempo. Por ejemplo, cuando la cantidad de luz vista en las longitudes de onda más cortas aumentó, el brillo en las longitudes de onda más largas disminuyó, y viceversa.
Muzerolle y su equipo dicen que un compañero de la estrella, circulando en un hueco del disco del sistema, podría explicar los datos. “Un compañero en el hueco del disco casi en forma de canto cambiaría periódicamente la altura del borde del disco interior, a medida que gira alrededor de la estrella: un borde más alto emitiría más luz en longitudes de onda más cortas porque es más grande y caliente pero, al mismo tiempo, el alto borde oscurecería el material frío del disco exterior, causando una disminución en la luz de longitud de onda más larga. Un borde bajo haría lo opuesto. Es exactamente lo que observamos en nuestros datos”, dijo Elise Furlan, coautora perteneciente al Laboratorio de Propulsión a Reacción, JPL, de la NASA, en Pasadena, California.
El compañero debería estar cerca, ya que el movimiento del material alrededor es muy rápido, a cerca de un décimo de la distancia entre la Tierra y el Sol.
Los astrónomos planean realizar un seguimiento con telescopios terrestres para ver si un compañero está tironeando a la estrella lo suficiente como para ser percibido. Spitzer, además, observará el sistema otra vez en su misión “tibia” para ver si los cambios son periódicos, como se esperaría de un compañero en órbita. Spitzer agotó su refrigerante en mayo de este año, y está operando a una temperatura más cálida con dos canales infrarrojos aún en funcionamiento.
“Para los astrónomos, observar algo en tiempo real es excitante,” dijo Muzerolle. “Parecemos biólogos observando células en crecimiento en placas de Petri, sólo que nuestro espécimen está a años luz de distancia”.
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Etiquetas: discos planetarios, formación planetaria, infrarrojo, Spitzer
