miércoles 28, septiembre 2022
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Posible observación directa de una estrella devorando un planeta

Madrid, 20 Jul (EUROPA PRESS).- El breve oscurecimiento periódico de una estrella a 450 años luz de la Tierra ha sido explicado, tras una observación de rayos X, como resultado de restos planetarios que son devorados por su sol.

Durante casi un siglo, los astrónomos han sido desconcertados la curiosa variabilidad de estrellas jóvenes que residen en la constelación de Taurus-Auriga a unos 450 años luz de la Tierra. Una estrella en particular ha llamado la atención de los astrónomos. Cada pocas décadas, la luz de la estrella se ha desvanecido brevemente antes de volver a brillar.

En los últimos años, los astrónomos han observado que la estrella se oscurece con mayor frecuencia y durante períodos más largos, lo que plantea la pregunta: ¿qué está oscureciendo repetidamente a la estrella? La respuesta, según los astrónomos, podría arrojar luz sobre algunos de los procesos caóticos que tienen lugar al principio del desarrollo de una estrella.

Ahora los físicos del MIT y de otros lugares han observado a la estrella, llamada RW Aur A, utilizando el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA. Han encontrado evidencia de lo que pudo haber causado su evento de oscurecimiento más reciente: una colisión de dos cuerpos planetarios infantiles, que produjo una nube densa de gas y polvo después de ella. A medida que estos restos planetarios caían en la estrella, generaban un velo grueso que oscurecía temporalmente la luz de la estrella.

«Las simulaciones por computadora han predicho por mucho tiempo que los planetas pueden caer en una estrella joven, pero nunca antes lo hemos observado», dice Hans Moritz Guenther, investigador del Instituto Kavli para Astrofísica e Investigación Espacial del MIT, quien dirigió el estudio. «Si nuestra interpretación de los datos es correcta, esta sería la primera vez que observamos directamente a una joven estrella devorando un planeta o planetas».

Los anteriores eventos de oscurecimiento de la estrella pueden haber sido causados por aplastamientos similares, de dos cuerpos planetarios o grandes restos de colisiones pasadas que se encontraron de frente y volvieron a romperse.

«Es una especulación, pero si tienes una colisión de dos piezas, es probable que luego puedan estar en órbitas inestables, lo que aumenta la probabilidad de que choquen otra vez», dice Guenther.

Guenther es el autor principal de un documento que detalla los resultados del grupo, que aparece en el Astronomical Journal. Sus coautores del MIT incluyen David H uenemoderder y David Principe, junto con investigadores del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica y colaboradores en Alemania y Bélgica.

Un encubrimiento de estrellas

Los científicos que estudian el desarrollo temprano de las estrellas a menudo miran a Taurus-Auriga Dark Clouds, un conjunto de nubes moleculares en las constelaciones de Tauro y Auriga, que albergan guarderías estelares que contienen miles de estrellas infantiles. Las estrellas jóvenes se forman a partir del colapso gravitacional del gas y el polvo dentro de estas nubes. Las estrellas muy jóvenes, a diferencia de nuestro sol comparativamente maduro, todavía están rodeadas por un disco giratorio de escombros, incluyendo gas, polvo y grupos de materiales que varían en tamaño desde pequeños granos de polvo hasta guijarros, y posiblemente hasta planetas en ciernes.

«Si miras nuestro sistema solar, tenemos planetas y no un disco masivo alrededor del sol», dice Guenther. «Estos discos duran entre 5 y 10 millones de años, y en Tauro, hay muchas estrellas que ya perdieron su disco, pero algunas todavía las tienen. Si quieres saber qué sucede en las etapas finales de esta dispersión del disco , Taurus es uno de los lugares para mirar «.

Guenther y sus colegas se centran en las estrellas que son lo suficientemente jóvenes como para alojar discos. Estaba particularmente interesado en RW Aur A, que se encuentra en el extremo más antiguo del rango de edad para las estrellas jóvenes, ya que se estima que tiene varios millones de años. RW Aur A es parte de un sistema binario, lo que significa que rodea a otra estrella joven, RW Aur B. Ambas estrellas tienen aproximadamente la misma masa que el sol.

Desde 1937, los astrónomos han registrado caídas notables en el brillo de RW Aur A cada pocas décadas. Cada evento de atenuación pareció durar alrededor de un mes. En 2011, la estrella se atenuó nuevamente, esta vez durante alrededor de medio año. La estrella finalmente se iluminó, solo para desvanecerse nuevamente a mediados de 2014. En noviembre de 2016, la estrella volvió a su luminosidad completa.

Los astrónomos han propuesto que este oscurecimiento sea causado por una corriente de gas que pasa en el borde exterior del disco de la estrella. Otros han teorizado que el oscurecimiento se debe a procesos que ocurren más cerca del centro de la estrella.

«Queríamos estudiar el material que cubre la estrella hacia arriba, que está supuestamente relacionado con el disco de alguna manera», dice Guenther. «Es una oportunidad única».

En enero de 2017, RW Aur A se atenuó nuevamente, y el equipo utilizó el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA para registrar la emisión de rayos X de la estrella.

«Los rayos X provienen de la estrella, y el espectro de los rayos X cambia a medida que los rayos se mueven a través del gas en el disco», dice Guenther. «Estamos buscando ciertas firmas en los rayos X que el gas deja en el espectro de rayos X».

En total, Chandra registró 50 milisegundos, o casi 14 horas de datos de rayos X de la estrella. Después de analizar estos datos, los investigadores salieron con varias revelaciones sorprendentes: el disco de la estrella alberga una gran cantidad de material; la estrella es mucho más caliente de lo esperado; y el disco contiene mucho más hierro de lo esperado, no tanto hierro como se encuentra en la Tierra, sino más que, por ejemplo, una luna típica en nuestro sistema solar.

Este último punto fue el más intrigante para el equipo. Típicamente, un espectro de rayos X de una estrella puede mostrar varios elementos, como oxígeno, hierro, silicio y magnesio, y la cantidad de cada elemento presente depende de la temperatura dentro del disco de una estrella.

«Aquí vemos mucho más hierro, al menos un factor de 10 veces más que antes, lo cual es muy inusual, porque típicamente las estrellas que están activas y calientes tienen menos hierro que otras, mientras que esta tiene más», dice Guenther. «¿De dónde viene todo este hierro?»

Los investigadores especulan que este exceso de hierro puede provenir de una de las dos posibles fuentes. El primero es un fenómeno conocido como trampa de presión de polvo, en la cual pequeños granos o partículas como el hierro pueden quedar atrapados en «zonas muertas» de un disco. Si la estructura del disco cambia repentinamente, como cuando la estrella compañera de la estrella pasa cerca, las fuerzas de marea resultantes pueden liberar las partículas atrapadas, creando un exceso de hierro que puede caer en la estrella.

La segunda teoría es para Guenther la más convincente. En este escenario, el exceso de hierro se crea cuando dos planetesimales, o cuerpos planetarios infantiles, colisionan, liberando una espesa nube de partículas. Si uno o ambos planetas están hechos en parte de hierro, su ruptura podría liberar una gran cantidad de hierro en el disco de la estrella y oscurecer temporalmente su luz a medida que el material cae en la estrella.

«Hay muchos procesos que suceden en las estrellas jóvenes, pero estos dos escenarios podrían posiblemente hacer algo que se parece a lo que observamos», dice Guenther.

Espera hacer más observaciones de la estrella en el futuro, para ver si la cantidad de hierro que rodea a la estrella ha cambiado, una medida que podría ayudar a los investigadores a determinar el tamaño de la fuente del hierro.

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