Extraños discos protoplanetarios en un sistema binario

Discos protoplanetarios de HK Tauri

Ilustración artística de los discos alrededor de las estrellas jóvenes HK Tauri A y B. Crédito: R. Hurt (NASA/JPL-Caltech/IPAC).

Utilizando el observatorio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) un equipo de astrónomos ha descubierto una impresionante pareja de discos protoplanetarios muy desalineados rodeando a las dos estrellas que forman el sistema binario HK Tauri. Estas nuevas observaciones de ALMA proporcionan la imagen más clara obtenida hasta ahora de discos protoplanetarios alrededor de una estrella doble. El nuevo resultado también ayuda a explicar por qué tantos exoplanetas acaban teniendo órbitas extrañas, excéntricas o inclinadas.

A diferencia del Sol, la mayoría de las estrellas se forman en pareja: dos estrellas que orbitan una alrededor de la otra. Pese a ser muy comunes en el Universo, los sistemas binarios todavía entrañan muchos interrogantes, por ejemplo, cómo y dónde se forman sus planetas en entornos tan complejos.

Ahora, ALMA ha proporcionado a un equipo de investigadores la mejor imagen de un sistema de estrellas binarias con discos protoplanetarios, y las imágenes muestran que los discos están desalineados uno respecto al otro.

Una de las estrellas del sistema, HK Tau B, parece menos brillante desde la Tierra debido a que su disco de polvo y gas bloquea buena parte de la luz estelar. Sin embargo, dado que se suprime el resplandor de la estrella, puede fácilmente observarse el disco en luz visible o en longitudes de onda del infrarrojo cercano.

Por otro lado, el disco que circunda a HK Tau A está inclinado de tal manera que no bloquea la luz de su estrella, lo que dificulta a los astrónomos lograr ver su disco con luz visible. Sin embargo, esto no es un problema para ALMA pues puede detectar fácilmente su brillo en longitudes de onda milimétrica.

A partir de la clara imagen obtenida por ALMA, los astrónomos pudieron hacer cálculos que les llevaron a concluir que los discos están desalineados en al menos 60 grados. Así que, en lugar de estar en el mismo plano que las órbitas de las dos estrellas, al menos uno de los discos debe estar significativamente desalineado.

Los planetas y las estrellas se forman a partir de extensas nubes de polvo y gas. A medida el material de esas nubes se contrae debido a la gravedad, comienza a rotar hasta que la mayor parte del polvo y del gas termina formando un disco protoplanetario aplanado que gira alrededor de una creciente protoestrella central.

Discos protoplanetarios de HK Tauri

Composición de HK Tauri a partir de imágenes obtenidas con Hubble y ALMA. Crédito: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); K. Stapelfeldt y colaboradores (NASA/ESA Hubble).

Pero en un sistema binario como HK Tauri las cosas son mucho más complejas. Cuando las órbitas de los astros y los discos protoplanetarios no están aproximadamente en el mismo plano, cualquier planeta que pueda estar formándose puede terminar en una órbita altamente excéntrica e inclinada.

Los resultados demuestran que, en el momento de la formación de un planeta, están dadas las condiciones necesarias para modificar las órbitas planetarias, aparentemente debido al proceso de formación de estrellas binarias. Aunque no es posible descartar otras teorías, se puede afirmar que una segunda estrella será la responsable.

Ahora los investigadores buscarán determinar si se trata de un sistema común. Saben que este caso es muy especial, y necesitarán más observaciones para ver si es un fenómeno común en nuestra galaxia.

El estudio “Misaligned Protoplanetary Disks in a Young Binary System” fue publicado el 31 de julio de 2014 en Nature.

Fuente: ALMA

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