En un inesperado hallazgo, ALMA encuentra fríos granos de polvo alrededor de discos con planetas en formación.
Un equipo de astrónomos ha utilizado los
telescopios ALMA e IRAM para realizar la primera medición directa de la
temperatura de los grandes granos de polvo que se encuentran en las
partes exteriores de un disco de formación de planetas alrededor de una
estrella joven. Aplicando una novedosa técnica a las observaciones de un
objeto conocido como “Platillo Volador”, se ha descubierto que los
granos tienen temperaturas mucho más bajas de lo esperado: -266 grados
centígrados. Este sorprendente resultado sugiere que será necesario
revisar los modelos de estos discos.
El equipo internacional, liderado por Stéphane Guilloteau, del
Laboratorio de Astrofísica de Burdeos (Francia), midió la temperatura de
los grandes granos de polvo que hay alrededor de la joven estrella
2MASS J16281370-2431391, en la espectacular región de formación estelar
de Rho Ophiuchi, que se encuentra a unos 400 años luz de la Tierra.
Esta estrella está rodeada por un disco de gas y polvo. Estos discos
se denominan discos protoplanetarios, ya que se trata de las primeras
etapas en la creación de sistemas planetarios. Este disco en particular
se ve casi de canto, y su aspecto en las imágenes de luz visible ha
hecho que sea apodado como el Platillo Volador.
Los astrónomos utilizaron ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)
para observar el resplandor proveniente de moléculas de monóxido de
carbono en el disco de 2MASS J16281370-2431391. Fueron capaces de crear
imágenes muy nítidas y encontraron algo raro: ¡en algunos casos vieron
una señal negativa! Normalmente una señal negativa es físicamente
imposible, pero en este caso hay una explicación que nos lleva a una
conclusión sorprendente.
El autor principal, Stéphane Guilloteau, desvela la historia: "Este
disco no se observa contra un cielo negro y vacío. En cambio, vemos su
silueta frente al brillo de la nebulosa Rho Ophiuchi. Este resplandor
difuso se extiende demasiado como para ser detectado por ALMA, pero el
disco la absorbe. La señal negativa resultante significa que partes del
disco están más frías que el fondo. ¡La Tierra está casi literalmente a
la sombra del Platillo Volador!"
El equipo combinó las mediciones del disco llevadas a cabo por ALMA
con las observaciones de la luz de fondo del telescopio de 30 metros IRAM, instalado en España. Derivaron una temperatura para los granos de polvo del disco de sólo -266 grados (sólo 7 grados sobre el cero absoluto o 7 Kelvin) a una distancia de unos 15.000 millones de kilómetros de la estrella central.
Se trata de la primera medición directa de la temperatura de granos
grandes (con dimensiones de aproximadamente un milímetro) en este tipo
de objetos.
Esta temperatura es mucho menor de lo que predicen los últimos modelos, que estiman temperaturas de entre -258 y -253
ºC (entre 15 y 20 Kelvin). Para resolver esta discrepancia, y dado que
alcanzan temperaturas tan bajas, las características de estos grandes
granos de polvo deben ser diferentes a lo que se creía hasta ahora.
"Para establecer cuál es el impacto de este descubrimiento en la
estructura del disco, tenemos que encontrar qué propiedades del polvo
pueden resultar plausibles a temperaturas tan bajas. Tenemos algunas
ideas: por ejemplo, la temperatura puede depender del tamaño del grano,
siendo los granos más grandes más fríos que los más pequeños. Pero es
demasiado pronto para estar seguros", agrega el coautor Emmanuel di Folco (Laboratorio de Astrofísica de Burdeos).
Si se determina que estas bajas temperaturas del polvo son una
característica normal de los discos protoplanetarios, esto podría tener
muchas consecuencias para la comprensión de cómo se forman y
evolucionan.
Por ejemplo, las propiedades del polvo determinan qué sucede cuando
estas partículas chocan y, por lo tanto, se convierten en posibles
semillas para la formación de planetas. Aún no es posible evaluar si
estas diferencias en las propiedades del polvo son significativas o no
en este sentido.
También se sabe que existen discos de polvo más pequeños, y que las
bajas temperaturas del polvo también pueden tener un importante impacto
en ellos. Si estos discos se componen principalmente de granos más
grandes y fríos de lo que se pensaba hasta ahora, esto implicaría que
estos discos compactos pueden ser arbitrariamente masivos, por lo que
incluso podrían formar planetas gigantes relativamente cerca de la
estrella central.
Será necesario llevar a cabo más observaciones, pero parece que el
polvo frío encontrado por ALMA puede tener consecuencias significativas
para la comprensión de los discos protoplanetarios.
