From a grain of sand a mountain: this is how the invisible planets are born

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Los discos de escombros suelen ser un buen indicativo de la presencia de un planetesimal, estudiarlos puede arrojar luz sobre el desarrollo de sistemas solares. La mejor forma de investigarlos es mediante observaciones en luz dispersa, ahora un estudio en el disco alrededor de la estrella HD 121617 ha arrojado nuevas pistas sobre la formación de los planetas.

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Imagen del disco de escombros. Fuente: Laboratoire d'Etudes Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique

Los ojos con los que miramos al universo

El nuevo paper ha recogido varias decenas de trabajos de los últimos años y apoyándose en ellos han realizado una nueva investigación. Para llevarla a cabo han requerido acceso a uno de los telescopios basados en tierra más avanzados del mundo, el ALMA. El Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (gran antena milimétrica/milimétrica de Atacama) es un observatorio compuesto por sesenta y seis antenas de alta precisión. Estas le permiten captar la luz infrarroja de objetos realmente distantes.

Debido a que estos objetos están a una temperatura muy ligeramente superior a la del cero absoluto, la luz emitida por ellos llega en diminutas longitudes de onda. Las antenas de ALMA, las recogen y nos permiten conocer las condiciones físicas y químicas de vastas y distantes regiones del universo.

El ALMA enfrenta muchos problemas, el más grave es que la atmósfera absorbe la mayor parte de las ondas en este espectro. Para evitar la pérdida de datos o directamente posibilitar las observaciones, las antenas están ubicadas a una gran altitud. La gran mayoría por encima de los 5000 metros en el llano de Chajnantor, en la cordillera de los Andes, Chile.

La estrella HD121617

De la estrella sabemos bastantes cosas

  • Se trata de una estrella muy joven, se ha estimado en 16 millones de años con un error de 2 millones de años arriba o abajo.
  • Su tipo espectral es 1A
  • Se encuentra situada a 117,9 parsecs. Esta unidad de medida equivale a 3,287 años luz, es decir, mide distancia y no velocidad como aparece en las películas de Star Wars. Lo que hace que la luz tarde 385 años en llegar.
  • Aún hay dudas con su temperatura efectiva, aunque debería estar alrededor de los 9000 Kelvin, en comparación el Sol solo tiene una temperatura de 5780K.

Esta investigación se ha centrado exclusivamente en este disco de escombro. ¿Por qué? Porque aquí podemos encontrar planetesimales, estos cuerpos rocosos son precursores de planetas. Aun así, no son proto planetas, cuerpos rocosos que ya se pueden definir como el producto final pese a estar en su fase de formación aún.

En este caso, se han podido encontrar estas formas primigenias, lo curioso es que son indetectables directamente. Estas observaciones buscaban en la nube de escombros y analizando las distintas irregularidades que aparecían en diferentes datos. Por ejemplo, las observaciones de la masa eran consistentes con grupos de partículas de polvo agrupadas, pero que no eran detectables ni en el espectro submilimétrico ni en la distribución de energía espectral total.

Las conclusiones del artículo son muy detalladas en la composición de este disco. Para empezar, el menor tamaño de grano que se encontrará en este disco es de 0,87 µm, con una desviación de 12. Es decir, que a más de 3 mil billones de kilómetros sabemos que hay granos de algún mineral que están dando vueltas a una estrella. Pero no solo eso, también se ha averiguado debido a la inconsistencia de los datos de masa que alrededor de ese sol estos granos están colisionando a muy baja velocidad. Estos impactos denominados de baja energía son los que están frenando unos respecto de otros y les permite juntarse formando planetesimales. Sin embargo, la distribución que tiene la masa según ha sido muestreado obliga a que en el disco interior haya un planeta naciendo.

Reference: Morphology of the gas-rich debris disk around HD 121617 with SPHERE observations in polarized light

Martin Morala Andres