Los misterios espeluznantes del universo pueden ser traicionados por simples sombras. La maravilla de un eclipse solar es producida por la sombra de la luna, y más de 1, 000 planetas alrededor de otras estrellas han sido catalogados por la sombra que proyectan al pasar frente a su estrella madre. Los astrónomos se sorprendieron al ver una enorme sombra barriendo un disco de polvo y gas que rodeaba un cercano, estrella joven. Tienen una vista de pájaro del disco, porque está inclinado de cara a la Tierra, y la sombra recorre el disco como las manecillas de un reloj. Pero, a diferencia de las manecillas de un reloj, la sombra tarda 16 años en hacer una rotación.

Hubble tiene 18 años de observaciones de la estrella, llamado TW Hydrae. Por lo tanto, los astrónomos podrían montar una película de lapso de tiempo de la rotación de la sombra. Explicarlo es otra historia. Los astrónomos piensan que un planeta invisible en el disco está haciendo un trabajo pesado al tirar gravitacionalmente del material cerca de la estrella y deformar la parte interna del disco. El retorcido El disco interior desalineado proyecta su sombra sobre la superficie del disco exterior. TW Hydrae reside a 192 años luz de distancia y tiene aproximadamente 8 millones de años.

Buscar planetas alrededor de otras estrellas es un asunto complicado. Son tan pequeños y débiles que es difícil detectarlos. Pero un posible planeta en un sistema estelar cercano puede estar traicionando su presencia de una manera única:por una sombra que atraviesa la cara de un vasto disco de gas y polvo en forma de panqueque que rodea a una estrella joven.

El planeta en sí no proyecta la sombra. Pero está haciendo un trabajo pesado al tirar gravitacionalmente del material cerca de la estrella y deformar la parte interna del disco. El retorcido El disco interior desalineado proyecta su sombra sobre la superficie del disco exterior.

Un equipo de astrónomos dirigido por John Debes del Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland, dicen que este escenario es la explicación más plausible de la sombra que vieron en el sistema estelar TW Hydrae, ubicado a 192 años luz de distancia en la constelación de Hydra, también conocida como la serpiente de agua femenina. La estrella tiene aproximadamente 8 millones de años y es un poco menos masiva que nuestro sol. Los investigadores descubrieron el fenómeno al analizar 18 años de observaciones de archivo tomadas por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA.

"Este es el primer disco en el que tenemos tantas imágenes durante un período de tiempo tan largo, lo que nos permite ver este interesante efecto, "Eso nos da la esperanza de que este fenómeno de sombras sea bastante común en los sistemas estelares jóvenes", dijo Debes.

Debes presentará los resultados de su equipo el 7 de enero en la reunión de invierno de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Grapevine. Texas.

La primera pista de Debes sobre el fenómeno fue un brillo en el disco que cambiaba con la posición. Los astrónomos que utilizaron el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial (STIS) de Hubble notaron por primera vez esta asimetría de brillo en 2005. Pero solo tenían un conjunto de observaciones, y no pudo hacer una determinación definitiva sobre la naturaleza del rasgo misterioso.

Buscando en el archivo, El equipo de Debes reunió seis imágenes de varias épocas diferentes. Las observaciones fueron realizadas por STIS y por la cámara de infrarrojos cercanos y el espectrómetro de objetos múltiples (NICMOS) de Hubble.

STIS está equipado con un coronógrafo que bloquea la luz de las estrellas a unos mil millones de millas de la estrella, permitiendo al Hubble mirar tan cerca de la estrella como Saturno está a nuestro sol. Tiempo extraordinario, la estructura parecía moverse en sentido antihorario alrededor del disco, Hasta que, en 2016, estaba en la misma posición que en las imágenes tomadas en 2000.

Este período de 16 años desconcertó a los investigadores. Originalmente pensaron que la función era parte del disco, pero el corto período significaba que la función se movía demasiado rápido para estar físicamente en el disco. Bajo las leyes de la gravedad los discos giran a velocidades glaciales. Las partes más externas del disco TW Hydrae tardarían siglos en completar una rotación.

"El hecho de que vi el mismo movimiento a más de 10 mil millones de millas de la estrella fue bastante significativo, y me dijo que estaba viendo algo que estaba impreso en el disco exterior en lugar de algo que estaba sucediendo directamente en el propio disco, "Dijo Debes." La mejor explicación es que la característica es una sombra que se mueve a través de la superficie del disco ".

El equipo de investigación llegó a la conclusión de que lo que sea que estuviera produciendo la sombra debe estar en lo profundo del disco de 41 mil millones de millas de ancho, tan cerca de la estrella que no puede ser captada por el Hubble o cualquier otro telescopio actual. La forma más probable de crear una sombra es tener un disco interno que esté inclinado en relación con el disco externo. De hecho, Las observaciones submilimétricas de TW Hydrae por el Atacama Large Millimeter Array (ALMA) en Chile sugirieron una posible deformación en el disco interno.

Pero, ¿qué hace que los discos se deformen? "El escenario más plausible es la influencia gravitacional de un planeta invisible, que está sacando material del plano del disco y girando el disco interno, "Debes explicó." El disco desalineado está dentro de la órbita del planeta ".

Dado el período relativamente corto de 16 años de la sombra en movimiento similar a un reloj, se estima que el planeta está a unos 160 millones de kilómetros de la estrella, tan cerca como la Tierra del sol. El planeta tendría aproximadamente el tamaño de Júpiter para tener suficiente gravedad para sacar el material del plano del disco principal. La atracción gravitacional del planeta hace que el disco se mueva, o preceso, alrededor de la estrella, dando a la sombra su período de rotación de 16 años.

Observaciones recientes de TW Hydrae por ALMA en Chile dan crédito a la presencia de un planeta. ALMA reveló una brecha en el disco aproximadamente a 14 millones de kilómetros de TW Hydrae. Una brecha es significativa, porque podría ser la firma de un planeta invisible que despeja un camino en el disco.

Este nuevo estudio de Hubble ofrece una forma única de buscar planetas que se esconden en la parte interna del disco y sondear lo que está sucediendo muy cerca de la estrella. que no es accesible en imágenes directas por los telescopios actuales. "Lo que es sorprendente es que podemos aprender algo sobre una parte invisible del disco al estudiar la región exterior del disco y al medir el movimiento, localización, y comportamiento de una sombra, ", Dijo Debes." Este estudio nos muestra que incluso estos discos grandes, cuyas regiones interiores son inobservables, siguen siendo dinámicos, o cambiar de formas detectables que no imaginamos ".