Descubren la potencial formación de planetas en un sistema binario de estrellas

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(EP) –   Mediante el uso del telescopio ‘Atacama Large Millimeter Array’ (ALMA), un equipo de astrónomos ha visto de manera detallada un aspecto de las primeras etapas de formación de planetas alrededor de una estrella binaria. Empotrada en los límites exteriores del disco protoplanetario de una estrella doble, los científicos descubrieron una llamativa región de polvo en forma de media luna desprovista de gas.

Sus observaciones y hallazgos, que estos expertos presentarán en la reunión anual de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS, por sus siglas en inglés), que se celebra en Washington, Estados Unidos, ofrecen nuevas ideas sobre la potencial formación de planetas de un sistema binario.

Los astrónomos trabajan para entender cómo se forman los planetas en sistemas binarios de estrellas, con los primeros modelos que sugieren que el tira y afloja gravitacional entre dos cuerpos estelares enviaría jóvenes planetas a órbitas excéntricas, posiblemente expulsándolos por completo de su sistema de origen o mandándolos a chocar con sus estrellas. Sin embargo, evidencia observacional muestra que los planetas se forman y mantienen en órbitas sorprendentemente estables alrededor de estrellas dobles.

Para entender mejor cómo se forman y evolucionan estos sistemas, los astrónomos emplearon el ‘Atacama Large Millimeter Array’, ubicado en Chile, para descubrir un nuevo aspecto detallado en el disco protoplanetario alrededor de HD 142527, una estrella binaria a unos 450 años luz de la Tierra en una cúmulo de estrellas jóvenes conocidas como la Asociación Scorpius-Centaurus.

El sistema HD 142527 es una estrella principal de un poco más de dos veces la masa de nuestro Sol y una estrella compañera más pequeña con sólo alrededor de un tercio de la masa de nuestro Sol .Están separados por aproximadamente por mil millones de millas: un poco más que la distancia entre el Sol y Saturno. Análisis previos de ALMA de este sistema revelaron sorprendentes detalles acerca de la estructura de los discos interior y exterior.

«Hace tiempo que se sabe que este sistema binario alberga una corona de formación planetaria de polvo y gas –señala Andrea Isella, astrónoma de la Universidad Rice, en Houston, Texas, Estados Unidos–. Las nuevas imágenes de ALMA revelan detalles inéditos sobre los procesos físicos que regulan la formación de planetas alrededor de este y tal vez muchos otros sistemas binarios».

Los planetas se forman a partir de los discos expansivos de polvo y gas que rodean las estrellas jóvenes, de forma que pequeños granos de polvo y bolsas de gas finalmente se unen bajo la gravedad, formando aglomeraciones cada vez más grandes y, eventualmente, asteroides y planetas. Pero los detalles concretos de este proceso no se conocen bien. Mediante el estudio de una amplia gama de discos protoplanetarios con ALMA, los astrónomos esperan entender mejor las condiciones que establecen las bases para la formación de planetas a través del Universo.

DETECTAN ESCASEZ DE GASES EN UN ARCO DE POLVO   

Nuevas imágenes de alta resolución tomadas con ALMA de HD 142527 muestran un amplio anillo elíptico alrededor de la estrella doble. El disco comienza muy lejos de la estrella central, a cerca de 50 veces la distancia Sol-Tierra. La mayor parte se compone de gases, incluyendo dos formas de monóxido de carbono (13CO y C180), pero hay una escasez notable de gases dentro de un enorme arco de polvo que se extiende a lo largo de casi un tercio del camino alrededor del sistema estelar.

Esta nube de polvo en forma de media luna puede ser el resultado de las fuerzas gravitacionales únicas de las estrellas binarias y también puede ser la clave para la formación de planetas, especula Isella. Su falta de gases de flotación libre es probablemente el resultado su congelación y formación de una fina capa de hielo en los granos de polvo.

«La temperatura es tan baja que el gas se convierte en hielo y se adhiere a los granos -describe Isella–. Se piensa que este proceso incrementa la capacidad de los granos de polvo de permanecer juntos, por lo que es un fuerte catalizador para la formación de planetesimales y, en sta línea, de los planetas».

«Hemos estado estudiando los discos protoplanetarios durante al menos 20 años. Hay entre cientos y miles que podemos observar de nuevo con ALMA para encontrar nuevos y sorprendentes detalles. Ésa es la belleza de ALMA. Cada vez que recibe nuevos datos, es como abrir un regalo. No se sabe lo que hay dentro», celebra.