Nuevas imágenes de un disco protoplanetario relativamente cercano, tomadas por el telescopio Subaru en Mauna Kea, muestran extraños arcos en forma de plátano que rodean el núcleo central. La explicación más probable para estos arcos es que hay otro objeto orbitando la estrella; ya sea una estrella compañera o un planeta grande, y la interacción gravitacional de este compañero está distorsionando el disco de material. El disco protoplanetario, conocido como HT142527, se encuentra a 650 años luz de la Tierra.
Una mirada cercana al disco protoplanetario alrededor de una estrella joven por dos equipos de astrónomos que usan el telescopio Subaru en Mauna Kea ha llevado al descubrimiento inesperado de dos arcos en forma de plátano uno frente al otro. El disco, que rodea la estrella HD142527, también muestra una brecha que podría ser el lugar de nacimiento tumultuoso de un planeta, y un arco extendido que podría haberse formado durante un reciente encuentro con un vecino estelar. Este descubrimiento agrega aún más variedad a la desconcertante diversidad de formas de discos protoplanetarios, que van desde rosquillas hasta espirales, que los astrónomos están encontrando al estudiar los lugares de nacimiento de los planetas alrededor de otras estrellas.
Los astrónomos utilizaron dos instrumentos diferentes en Subaru para observar el disco alrededor de HD 142527. Un equipo de la Universidad de Nagoya, el Observatorio Astronómico Nacional de Japón / Universidad de Graduados para Estudios Avanzados (NAOJ / Sokendai) y la Universidad de Kobe observaron el disco protoplanetario utilizando el sensor de imágenes coronagráfico con óptica adaptativa (CIAO) en el infrarrojo cercano a 1,65 y 2,2 micras con una resolución de 0,13 segundos de arco. Esto permitió al equipo ver detalles del disco en una escala comparable a la órbita de Urano y Neptuno en nuestro propio sistema solar. La tecnología de óptica adaptativa minimizó el efecto de la atmósfera de la Tierra para mejorar la calidad de la imagen. La coronagrafía, que ocultó la estrella central para hacer que el material más débil a su alrededor fuera más fácil de detectar, también contribuyó a las observaciones exitosas.
Otro conjunto de observaciones realizadas por investigadores de la Universidad de Tokio, la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA), NAOJ / Sokendai y la Universidad de Ibaraki se centraron en el disco protoplanetario en longitudes de onda del infrarrojo medio de 18.8 y 24.5 micras usando la cámara de infrarrojo medio enfriada de Subaru y espectrógrafo (COMICS). Las imágenes, con resoluciones espaciales de 0.5 segundos de arco y 0.6 segundos de arco, muestran la radiación emitida por el disco a más de 100 unidades astronómicas, o tres veces la distancia entre Neptuno y el Sol. Esta es la primera vez que se detecta un disco protoplanetario en el infrarrojo medio a tal distancia.
Las observaciones del infrarrojo medio también se extienden más cerca hacia la estrella y revelan una clara brecha entre dos estructuras separadas: un disco compacto de aproximadamente 80 unidades astronómicas en radio y un disco extendido que hace eco de la forma dividida en banana que se ve en las observaciones del infrarrojo cercano y alcanza un radio de 170 unidades astronómicas. Tanto para las imágenes de infrarrojo cercano como de infrarrojo medio, la diferencia de brillo en lados opuestos del disco extendido se debe a la inclinación del disco. El lado más alejado de nosotros es más débil en el infrarrojo cercano. En el infrarrojo medio, es más brillante.
Las observaciones del infrarrojo medio también mostraron tanto el tamaño de los granos de polvo en el disco como su temperatura. A partir de esta información, el equipo pudo determinar que los granos de polvo en el disco están creciendo a tamaños que son más grandes de lo que es típico del polvo que se encuentra entre las estrellas.
Antes de obtener estas imágenes detalladas, los astrónomos esperaban encontrar discos lisos alrededor de estrellas jóvenes. Sin embargo, observaciones recientes de discos alrededor de las estrellas GG Tauri y AB Aurigae han cambiado la imagen. GG Tauri tiene un disco en forma de rosquilla, y el disco alrededor de AB Aurigae tiene una forma claramente espiral. La construcción de "división de banana" de HD142527 ahora parece ser una variación en el tema de diversos discos protoplanetarios.
La explicación más probable para la forma de "división de plátano" de HD 142527 es la presencia de otro objeto en órbita alrededor de la estrella, una estrella compañera mucho más tenue o posiblemente un planeta. El arco extendido probablemente se deba al tirón gravitacional de una estrella que pasa en algún momento de los últimos mil años. Debido a que los astrónomos esperan que la mayoría de las estrellas nazcan en grupos junto con otras estrellas, muchas características del disco recién cartografiado de HD142427 pueden ser comunes a otras estrellas nacidas con compañeros.
Las nuevas imágenes son las primeras imágenes del disco protoplanetario HD142527 jamás obtenido, y se encuentran entre los pocos ejemplos de imágenes directas exitosas de un disco protoplanetario desde un telescopio terrestre. HD142527 se encuentra a unos 650 años luz de la Tierra, sin embargo, a pesar de la proximidad de esta estrella, la turbulencia en la atmósfera de nuestro propio planeta hace que las imágenes claras de su débil disco protoplanetario sean extremadamente difíciles de detectar.
obtener. Las observaciones exitosas que condujeron a estos resultados se basaron en el tamaño, la estabilidad y la ubicación del telescopio Subaru y sus instrumentos, junto con el uso de su óptica adaptativa y tecnología coronagráfica.
Discos protoplanetarios y las ventajas de las observaciones infrarrojas
Para comprender cómo se forman los planetas, es importante aprender sobre los discos protoplanetarios. Estas acumulaciones de gas y polvo rodean a las estrellas jóvenes y son el lugar de nacimiento de los planetas. A medida que una estrella nace y crece, el disco se forma del mismo material que el gas estrella con un pequeño componente de polvo.
Con el tiempo, el polvo en los discos protoplanetarios se acumula en objetos más grandes, que eventualmente crean protoplanetas. Estos chocan para formar planetas. Recientemente, los astrónomos han examinado estrellas que tienen alrededor de un millón de años para comprender los ambientes polvorientos en los que se forman los planetas. Las observaciones infrarrojas son herramientas particularmente poderosas para ayudar a caracterizar las estructuras detalladas alrededor de tales estrellas.
Los discos protoplanetarios emiten luz en muchas longitudes de onda, incluidas las longitudes de onda visibles, infrarrojas y milimétricas. Las longitudes de onda infrarrojas transportan información sobre la estructura, la temperatura y otras propiedades físicas del disco y sus partículas de polvo. Sin embargo, incluso con observaciones infrarrojas, todavía hay desafíos para observarlas. Los discos protoplanetarios son débiles en comparación con las estrellas que rodean, por lo que obtener imágenes de ellos puede ser difícil.
Los discos protoplanetarios reflejan la luz infrarroja cercana de la estrella central. Con el uso de la tecnología de óptica adaptativa, las observaciones del infrarrojo cercano pueden revelar la estructura detallada del disco a alta resolución. Sin embargo, dado que la luz no se origina directamente en el disco, no transporta información sobre la temperatura y la densidad del disco.
A longitudes de onda del infrarrojo medio más largas, la resolución disminuye, pero se puede observar la luz emitida por el propio disco para obtener información sobre la temperatura del disco. Dado que la estrella central también es más débil en longitudes de onda más largas, es más fácil estudiar regiones más cercanas a la estrella en longitudes de onda de infrarrojo medio. La combinación de observaciones en las longitudes de onda del infrarrojo cercano y medio proporciona una imagen más completa de los discos protoplanetarios.
Estos resultados se publicaron en las ediciones del 10 de enero de 2006 y del 20 de junio de 2006 de Astrophysical Journal. (ApJ 636: L153 y ApJ 644: L133)
Esta investigación recibió apoyo del Fondo de Investigación del Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología de Japón para áreas de investigación específicas para "El desarrollo de la investigación del planeta extrasolar".
Fuente original: Comunicado de prensa de Subaru
