Weighing the planet-forming disc around a nearby star
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- Description The 10 million-year-old star TW Hydrae is surrounded by a dense disc of planet-forming materials. Using ESA’s Herschel space observatory, astronomers have been able to ‘weigh’ the star’s disc with ten times higher accuracy than ever before, finding it still has enough mass to spawn 50 Jupiter-mass planets, several million years after most other stars have already given birth.
Utilizando las capacidades únicas del observatorio espacial Herschel de
la ESA, los astrónomos han podido “pesar” con precisión el disco de una
estrella, descubriendo que aún tiene la suficiente masa como para
engendrar 50 planetas tipo Júpiter, y ello millones de años después de
que muchas otras estrellas ya hayan “dado a luz”.
Los discos protoplanetarios contienen todos los ingredientes brutos para
fabricar planetas. Estos están compuestos, principalmente, por gas de
hidrógeno molecular, que es muy transparente y, en esencia, invisible.
Normalmente, para hacer estimaciones sobre la masa total del disco, es
mucho más fácil medir la emisión de “contaminantes”, como la pequeña
fracción de polvo que se mezcla con el gas, o la de otros componentes
del gas.
En el pasado, esta técnica ha causado significantes incertidumbres en
las estimaciones de la masa del hidrógeno molecular, pero gracias a la
información que proporciona la longitud de onda del infrarrojo lejano y a
la sensibilidad de Herschel, los astrónomos han utilizado un método
nuevo, más preciso, utilizando un pariente cercano del hidrógeno
molecular llamado deuterio o hidrógeno “pesado”.
Dado que la proporción de gas de hidrógeno molecular “normal” y “pesado”
es muy conocida por las medidas realizadas en nuestra vecindad local solar,
esta aproximación proporciona un medio para “pesar” la masa total del
disco de una estrella con una precisión diez veces mayor que la
alcanzada con todas las técnicas utilizadas hasta el momento.
Utilizando esta técnica, se detectó una masa considerable de gas en el
disco que rodea a TW Hydrae, una estrella joven que se encuentra a tan
solo 176 años luz, en la constelación de la Hidra.
“No esperábamos encontrar tanto gas alrededor de esta estrella de 10 millones de años”, afirma el Profesor Edwin Bergin de la Universidad de Michigan, autor principal del artículo publicado enNature.
“Esta estrella tiene mucha más masa de la necesaria para generar un
sistema solar como el nuestro y podría crear un sistema mucho más
exótico con planetas más masivos que Júpiter”.
Observar un disco tan masivo en torno a TW Hydrae no es lo normal para
estrellas de esta edad ya que, normalmente, en unos pocos millones de
años, o bien el material se incorpora a la estrella central o a planetas
gigantes, o bien es expulsado por los fuertes vientos estelares.
“Con datos más precisos sobre la masa, podemos aprender más sobre este
sistema en términos de su potencial para crear planetas y la
disponibilidad de ingredientes que pueden facilitar que haya vida en un
planeta”, añade el Profesor Bergin.
De hecho en otro sondeo de Herschel, científicos
ya habían descubierto que TW Hydrae era una estrella con un disco que
contenía agua suficiente como para llenar varios miles de océanos como
los de la Tierra.
El nuevo método para “pesar” un disco da a entender que el volumen de
material disponible – incluida el agua – ha podido ser infravalorado,
tanto en este como en los otros sistemas.
Una reevaluación de la masa de los discos en torno a otras estrellas de
distintas edades proporcionará un mejor entendimiento del proceso que
origina los planetas.
“Puede haber diferentes resultados en relación a la formación de
planetas para sistemas de diferentes edades”, afirma el Profesor Thomas
Henning, coautor de este trabajo e investigador del Instituto Max Planck
de Astronomía, en Alemania.
“Al igual que la edad en la que las personas tienen hijos se enmarca en un rango, TW Hydrae parece estar al límite de ese rango para las estrellas, demostrando que este sistema en particular puede haber necesitado más tiempo para formar planetas, con lo cual sería una maternidad tardía”.
“La detección de hidrógeno molecular pesado fue posible gracias a las nuevas capacidades de observación ofrecidas por Herschel, que proporciona este salto hacia adelante a la hora de calcular el peso del disco que rodea a esta estrella”, añade Göran Pilbratt, científico responsable del proyecto Herschel en la ESA.
“Al igual que la edad en la que las personas tienen hijos se enmarca en un rango, TW Hydrae parece estar al límite de ese rango para las estrellas, demostrando que este sistema en particular puede haber necesitado más tiempo para formar planetas, con lo cual sería una maternidad tardía”.
“La detección de hidrógeno molecular pesado fue posible gracias a las nuevas capacidades de observación ofrecidas por Herschel, que proporciona este salto hacia adelante a la hora de calcular el peso del disco que rodea a esta estrella”, añade Göran Pilbratt, científico responsable del proyecto Herschel en la ESA.
Más información:
El artículo “Un disco viejo que aún puede formar un sistema planetario
(An old disk that can still form a planetary system)” por E. Bergin et
al, se ha publicado en la revistaNatureel 31 de enero de 2013.
El sondeo fue llevado a cabo como parte de un programa de tiempo abierto
de Herschel utilizando el instrumento PACS (Photoconductor Array Camera
and Spectrometer), que opera en longitudes de onda de entre 55 y 210
micras.
Herschel es un observatorio espacial de la ESA equipado con instrumentos
desarrollados por consorcios liderados por investigadores europeos, con
una importante participación de la NASA. El instrumento PACS fue
diseñado y construido por un consorcio financiado por los países
participantes y liderado por el Instituto Max Planck Institute de Física
Extraterrestre (Garching, Alemania); el consorcio incluye a centros de
Bélgica, Austria, Francia, Italia y España.
ESA
Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
ayabaca@gmail.com
ayabaca@hotmail.com
ayabaca@yahoo.com
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