Utilizando
el nuevo conjunto de telescopios ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter
Array) un equipo de astrónomos ha conseguido obtener una imagen de la región
que rodea a una joven estrella en la que las partículas de polvo pueden crecer
por acumulación. Es la primera vez que este tipo de trampa de polvo ha sido
modelada y observada claramente. Soluciona el eterno misterio sobre cómo las
partículas de polvo en los discos crecen, alcanzando tamaños mayores, de manera
que, finalmente, pueden formar cometas, planetas y otros cuerpos rocosos. Los
resultados se han publicado en la revista Science el 7 de junio de 2013.
Los
astrónomos saben que hay numerosos planetas alrededor de otras estrellas. Pero
no terminan de comprender del todo cómo se forman y hay muchos aspectos de la
formación de los cometas, planetas y otros cuerpos rocosos que siguen siendo un
misterio. Sin embargo, utilizando el gran potencial de ALMA, se han llevado a
cabo nuevas observaciones que ahora ofrecen respuestas a las grandes preguntas:
¿cómo pueden los diminutos granos de polvo del disco que rodea a estrellas
jóvenes crecer y hacerse cada vez más grandes hasta, finalmente, convertirse en
escombros, e incluso en rocas que bien pueden superar el metro de tamaño?
Los
modelos informáticos sugieren que los granos de polvo crecen tras chocar y
quedarse pegados. Sin embargo, cuando estos granos de mayor tamaño chocan de
nuevo a grandes velocidades, por lo general se rompen en pedazos y vuelven a su
situación anterior. Incluso cuando esto no ocurre, los modelos muestran que los
granos de mayor tamaño se moverían rápidamente hacia el interior debido a la
fricción entre el polvo y el gas y caerían sobre su estrella anfitriona, sin
darles la oportunidad de seguir creciendo.
De algún
modo, el polvo necesita un refugio seguro en el que las partículas puedan
seguir crecienco hasta que sean lo suficientemente grades como para sobrevivir
por sí sola. Ya se había porpuesto antes la existencia de estas “trampas de
polvo”, pero hasta el momento no había pruebas observacionales.
Nienke van
der Marel (estudiante de doctorado de la Universidad de Leiden, en los Países
Bajos, y autora principal del artículo), junto con sus colaboradores, utilizó
ALMA para estudiar el disco en un sistema llamado Oph-IRS 48. Descubrieron que
la estrella estaba circundada por un anillo de gas con un hueco central, probablemente
creado por un planeta no visto o una estrella compañera. Observaciones
anteriores realizadas con el telescopio VLT (Very
Large Telescope) de ESO ya habían mostrado que las pequeñas
partículas de polvo también formaban una estructura de anillo similar. Pero la
nueva visión de ALMA del lugar en el que se encontraron partículas de polvo
mayores que un milímetro ¡era muy diferente!
“De entrada, la forma del polvo en la
imagen fue una completa sorpresa”, afirma van der Marel. “En lugar del anillo que esperábamos
ver, ¡descubrimos algo que claramente tenía forma de anacardo! Tuvimos que
convencernos a nosotros mismos de que esa forma era real, pero la fuerte señal
y la claridad de las observaciones de ALMA no dejaban lugar a dudas en cuanto a
la estructura. Entonces nos dimos cuenta de lo que habíamos descubierto”.
Lo que se
ha descubierto es una región en la que los granos de polvo de mayor tamaño han
sido atrapados y han podido crecer mucho más al chocar y quedarse pegados. Era
una trampa de polvo — justo lo que andaban buscando los teóricos.
Tal y como
explica van der Marel: “Es
probable que estemos observando una especie de factoría de cometas, ya que las
condiciones son las adecuadas para que las partículas crezcan desde un tamaño
milimétrico hasta un tamaño cometario. No es probable que el polvo forme
planetas a esa distancia de la estrella. Pero en un futuro no muy lejano ALMA
podrá observar esas trampas de polvo más cerca de la estrella anfitriona, en
las que están en funcionamiento los mismos mecanismos. Este tipo de trampas de
polvo sí serían la cuna de planetas recién nacidos”.
La trampa
de polvo se forma a medida que partículas de polvo de mayor tamaño se mueven
hacia regiones de mayor presión. Los modelos informáticos muestran que estas
regiones de alta presión pueden originarse a partir de movimientos del gas
situado al extremo de un agujero de gas — justo como el que se ha encontrado en
este disco.
“La combinación de los trabajos de
modelado junto con las observaciones de alta calidad de ALMA hacen de este un
proyecto único”, afirma Cornelis Dullemond, del Instituto de Teoría
Astrofísica, en Heidelberg (Alemania), experto en evolución del polvo y
modelado de discos y miembro del equipo. “Cuando
se llevaron a cabo estas observaciones estábamos trabajando en modelos que
predecían exactamente este tipo de estructuras: una afortunada coincidencia”.
Las
observaciones se llevaron a cabo cuando el conjunto ALMA aún estaba en
construcción. Utilizaron los receptores de banda 9 de ALMA — unos dispositivos
fabricados en Europa que permiten a ALMA crear las imágenes más nítidas que se
han obtenido hasta el momento.
“Estas observaciones demuestran que
ALMA es capaz de proporcionar ciencia revolucionaria, incluso con menos de la
mitad de las antenas en uso”, afirma Ewine van Dishoeck, del
Observatorio de Leiden, que ha sido uno de los principales colaboradores del
proyecto ALMA durante más de 20 años. “El
increíble salto, tanto en sensibilidad como en nitidez, de las imágenes
obtenidas en la banda 9, nos ofrece la oportunidad de estudiar aspectos básicos
de la formación planetaria de maneras que, sencillamente, antes no eran
posibles”.
Obtenido de ESO.org
