Usando el telescopio espacial Hubble de la NASA, los astrónomos han completado el estudio de imágenes de luz visible más grande y sensible de los discos de escombros que rodean las estrellas cercanas. Estos discos polvorientos, probablemente creados por colisiones entre objetos sobrantes de la formación de planetas, fueron fotografiados alrededor de estrellas tan jóvenes como de 10 millones de años y tan maduras como de más de mil millones de años.
La investigación fue realizada por astrónomos del Centro Espacial Goddard de la NASA con la ayuda del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona. La encuesta fue dirigida por Glenn Schneider, cuyos resultados aparecieron en la edición del 1 de octubre de 2014 de El diario astronómico.
"Encontramos que los sistemas no son simplemente planos con superficies uniformes", dijo Schneider. “En realidad, estos son sistemas de desechos tridimensionales bastante complicados, a menudo con estructuras más pequeñas incrustadas. Algunas de las subestructuras podrían ser señales de planetas invisibles ".
Además de aprender mucho sobre los campos de escombros que rodean a las estrellas vecinas, el estudio presentó la oportunidad de aprender más sobre la formación de nuestro propio Sistema Solar.
"Es como mirar hacia atrás en el tiempo para ver los tipos de eventos destructivos que una vez ocurrieron rutinariamente en nuestro sistema solar después de la formación de los planetas", dijo Schneider.
Alguna vez se pensó que eran discos planos, el estudio reveló una inesperada diversidad y complejidad de estructuras de escombros polvorientos que rodean las estrellas observadas. Esto sugiere fuertemente que están siendo gravitacionalmente afectados por planetas invisibles que orbitan alrededor de la estrella.
Alternativamente, estos efectos podrían resultar del paso de las estrellas por el espacio interestelar. Además, los investigadores descubrieron que no había dos "discos" de material alrededor de las estrellas que fueran iguales.
Los astrónomos utilizaron el Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial de Hubble para estudiar 10 sistemas de escombros circunestelares descubiertos previamente, más MP Mus, un disco protoplanetario maduro que es comparable en edad al más joven de los discos de escombros.
Las irregularidades observadas en un sistema similar a un anillo en particular (alrededor de HD 181327) se asemejan a la expulsión de un enorme rocío de escombros en la parte externa del sistema por la reciente colisión de dos cuerpos.
"Esta pulverización de material está bastante distante de su estrella anfitriona, aproximadamente el doble de la distancia que Plutón está del Sol", dijo el co-investigador Christopher Stark del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland. “Destruir catastróficamente un objeto que es masivo a una distancia tan grande es difícil de explicar, y debería ser muy raro. Si de hecho estamos viendo las recientes secuelas de una colisión masiva, el sistema planetario invisible puede ser bastante caótico ”.
Otra interpretación de las irregularidades es que el disco ha sido deformado misteriosamente por el paso de la estrella a través del espacio interestelar, interactuando directamente con material interestelar invisible. "De cualquier manera, la respuesta es emocionante", dijo Schneider. "Nuestro equipo está analizando actualmente observaciones de seguimiento que ayudarán a revelar la verdadera causa de la irregularidad".
En los últimos años, los astrónomos han encontrado una increíble diversidad en la arquitectura de los sistemas exoplanetarios. Por ejemplo, han descubierto que los planetas están dispuestos en órbitas que son marcadamente diferentes de las que se encuentran en nuestro sistema solar.
"Ahora estamos viendo una diversidad similar en la arquitectura de los sistemas de desechos que la acompañan", dijo Schneider. “¿Cómo afectan los planetas a los discos y cómo afectan los discos a los planetas? Existe algún tipo de interdependencia entre un planeta y los escombros que lo acompañan que podrían afectar la evolución de estos sistemas de escombros exoplanetarios ”.
De esta pequeña muestra, el mensaje más importante para llevar es uno de diversidad, dijo Schneider. Agregó que los astrónomos realmente necesitan comprender las influencias internas y externas en estos sistemas, como los vientos estelares y las interacciones con nubes de material interestelar, y cómo están influenciados por la masa y la edad de la estrella madre, y la abundancia de elementos más pesados. necesario para construir planetas.
Aunque los astrónomos han encontrado cerca de 4.000 candidatos a exoplanetas desde 1995, principalmente por métodos de detección indirecta, solo se han fotografiado alrededor de dos docenas de sistemas de escombros circunestelares dispersos de luz durante ese mismo período de tiempo.
Esto se debe a que los discos suelen ser 100.000 veces más débiles que (y a menudo muy cercanos) a sus brillantes estrellas principales. La mayoría se ha visto debido a la capacidad del Hubble para realizar imágenes de alto contraste, en las que la luz abrumadora de la estrella se bloquea para revelar el débil disco que rodea a la estrella.
La nueva encuesta de imágenes también proporciona información sobre cómo se formó y evolucionó nuestro sistema solar hace 4.600 millones de años. En particular, la posible colisión de un planeta vista en el disco alrededor de HD 181327 puede ser similar a la forma en que se formó el sistema Tierra-Luna, así como el sistema Plutón-Caronte hace más de 4 mil millones de años. En esos casos, las colisiones entre cuerpos del tamaño de un planeta arrojan escombros que luego se fusionaron en una luna compañera.
