Un
estudio del polvo en el disco alrededor de la estrella HD 163296 sugiere que
estamos vislumbrando una interacción gravitacional entre planetas gigantes y
objetos mucho más pequeños, los futuros asteroides y cometas de este sistema
solar de nueva formación.
Imagen del telescopio ALMA en Chile - no es un concepto
artístico - de la joven estrella HD 163296. La estrella está rodeada por un
disco de gas y polvo, donde se cree que se están formando al menos 3 planetas
gigantes ... con el sistema. Futuros cometas y asteroides. Imagen vía ALMA
/ S. Dagnello / Istituto Nazionale di Astrofisica .
El Istituto Nazionale di
Astrofisica (INAF), con sede en Roma, Italia, anunció un nuevo estudio el 23 de
mayo de 2019, que ofrece una visión clave del proceso mediante el cual los
sistemas solares construyen sus planetas. El estudio se basa en
observaciones con el Telescopio ALMA en Chile. Exploró si
las características anómalas en las distribuciones de
polvo y gas en el disco de formación planetaria de una estrella distante,
llamada HD 163296, podrían surgir de una interacción de los planetas gigantes
del sistema con sus planetesimales , o bloques de
construcción de planetas. Los planetesimales sobrantes, aquellos que no
forman planetas, se convertirán algún día en asteroides y cometas de este
sistema.
El nuevo estudio se
publica en la Revista
Astrophysical Journal .
Durante siglos ,
los astrónomos han teorizado que los planetas se forman en un disco de gas y
polvo aplanado que rodea a una estrella recién nacida. En 2014, ALMA se
convirtió en el primero en capturar imágenes detalladas de estos discos
circunstanciales, específicamente una primera imagen de anillos
concéntricos brillantes en un disco, alrededor de la estrella
HL Tau. Así, el proceso por el cual nacen los sistemas solares está siendo
revelado. Desde entonces, ALMA ha estado capturando estructuras a menor
escala en discos circunstalelares (huecos, anillos y brazos en espiral), la
mayoría de ellos se cree que están vinculados a la presencia de planetas
jóvenes y que surgen de la interacción de la gravedad de los nuevos planetas
con sus alrededores.
Una declaración del
INAF explica:
“Entre los discos mejor estudiados observados por
ALMA se encuentra el HD 163296, una estrella de 5 millones de años de edad,
aproximadamente el doble de la masa de nuestro sol. El disco de HD 163296
es masivo (un poco menos de una décima parte de la masa solar) y ancho
(alrededor de 500 au, el doble del límite exterior del Cinturón de Kuiper en el
sistema solar) y se ha propuesto que sea el hogar de al menos tres planetas con
masas comprendidas entre dos veces la de Urano y la de Júpiter. Las
observaciones más recientes de ALMA permitieron caracterizar espacial y
composicionalmente la estructura del disco de HD 163296 a un nivel nunca antes
soñado y mostraron cómo el polvo todavía es bastante abundante (más de 300
veces la masa de la Tierra) en este disco, a pesar de su antigüedad y
producción. Al menos tres planetas gigantes”.
A medida que los
planetas se forman en un disco, se piensa que el polvo en el disco se barre, de
modo que disminuye con el tiempo.
Los astrónomos esperaban
que el polvo desapareciera con el tiempo de la región inmediatamente dentro del
planeta más interior de HD 163296. Al mismo tiempo, pensaron, el polvo
proveniente de las regiones externas del disco debería acumularse fuera de las
órbitas del segundo y terceros planetas.
Las observaciones de ALMA
revelaron, en cambio, que las regiones dentro del primer planeta y entre el
primer y segundo planetas tienen algunas de las concentraciones más altas de
polvo de todo el disco. El nuevo estudio exploró si estas características
anómalas de polvo podrían surgir de la interacción de los planetas gigantes con
un componente del disco que anteriormente no se tenía en cuenta: los planetesimales.
Diego Turrini del INAF, autor principal del estudio, dijo:
"Por el estudio del Sistema Solar,
sabemos que los discos de circunstancia maduros como HD 163296 no están
compuestos solo por gas y polvo, sino que también contienen una población
invisible de pequeños objetos planetarios similares a nuestros asteroides y cometas".
El astrónomo Diego Turrini del Istituto Nazionale di Astrofisica , con
sede en Roma. Dirigió un equipo que exploró estructuras a pequeña escala
en el crepúsculo en el disco alrededor de la estrella HD 163296. Imagen a
través de INAF.
Turrini y
sus colegas realizaron simulaciones por computadora que muestran cómo, durante
el crecimiento de los tres planetas gigantes de HD 163296, se inyecta una
fracción mayor y mayor de la población circundante de planetesimales en órbitas
muy excéntricas y muy inclinadas similares a las de los cometas en nuestro
sistema solar.
Francesco
Marzari, de la
Universidad de Padua, coautor del estudio, comentó:
“El principal resultado de esta
excitación dinámica es una mayor tasa de colisiones violentas entre los
planetesimales”.
El
equipo descubrió que las colisiones entre los planetesimales siguen siendo
bastante suaves hasta que los planetas gigantes se acercan a sus masas finales,
pero luego se multiplican por la violencia y comienzan a moler a los
planetesimales.
Marzari
dijo:
“Estas violentas colisiones llenan la
población de polvo en el disco. El nuevo polvo producido por este proceso,
sin embargo, tiene una distribución orbital diferente a la original y se
concentra principalmente en dos lugares: la región orbital dentro del primer
planeta gigante y el anillo entre el primer y el segundo planetas gigantes”.
Leonardo Testi ,
también coautor del estudio y jefe del Centro de Apoyo ALMA del Observatorio
Europeo del Sur, dijo:
“Este estudio se
inició como un proyecto pionero para explorar si la excitación dinámica causada
por planetas gigantes recién formados podría producir efectos observables. Como
tal, acabamos de arañar la superficie de este proceso y sus implicaciones. Sin
embargo, su receta física es bastante simple: planetas masivos que se forman en
un disco de planetesimales. Dadas las firmas generalizadas de posibles
planetas gigantes jóvenes que estamos descubriendo con ALMA y la duración
prolongada de los efectos dinámicos causados por su aparición, podríamos
estar buscando un proceso que sea bastante común
entre los discos circunstelares”.
Y así, ¡La pregunta de cómo se hicieron nuestra Tierra y
nuestro Sistema Solar está siendo respondida !
Gráfico que muestra el disco de planetesimales helados ocultos en el
disco circunstalelar de HD 163296 visto desde arriba y hacia los
lados. Los jóvenes planetas gigantes crean rápidamente una gran población
de exocometas que actúan como proyectiles de alta velocidad para los otros cuerpos. Imagen
vía D. Turrini / INAF -IAPS.
Conclusión: las nuevas observaciones telescópicas de la joven estrella HD 163296
muestran anillos de polvo en su nube de polvo circundante, lo que indica que
planetas gigantes están interactuando con cuerpos pequeños que se convertirán
en asteroides y cometas.
Traducción
libre de Soca
