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    Gas de movimiento rápido que se aleja de una estrella joven causado por la vaporización del cometa helado

    Impresión artística del sistema, con la estrella en el centro, y el cinturón de polvo interior a partir del cual se produce y se dispersa el gas hacia el exterior hasta los confines del sistema. Crédito:Instituto de Astronomía, Universidad de Cambridge

    Los astrónomos han fotografiado una etapa única de la evolución del sistema planetario, que muestra el gas de monóxido de carbono en rápido movimiento que se aleja de un sistema estelar a más de 400 años luz de distancia, un descubrimiento que brinda la oportunidad de estudiar cómo se desarrolló nuestro propio sistema solar.

    Los astrónomos han detectado gas de monóxido de carbono en movimiento rápido que fluye desde un joven, estrella de baja masa:una etapa única de la evolución del sistema planetario que puede proporcionar una idea de cómo evolucionó nuestro propio sistema solar y sugiere que la forma en que se desarrollan los sistemas puede ser más complicada de lo que se pensaba anteriormente.

    Aunque no está claro cómo se expulsa el gas tan rápido, el equipo de investigadores, dirigido por la Universidad de Cambridge, creen que puede ser producido por la vaporización de cometas helados en el cinturón de asteroides de la estrella. Los resultados se presentarán en la conferencia virtual Five Years After HL Tau en diciembre.

    La detección se realizó con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile, como parte de una encuesta de estrellas jóvenes de 'clase III', informó en un artículo anterior. Algunas de estas estrellas de clase III están rodeadas por discos de escombros, que se cree que se forman por las colisiones en curso de cometas, asteroides y otros objetos sólidos, conocidos como planetesimales, en los confines de los sistemas planetarios recién formados. El polvo y los escombros sobrantes de estas colisiones absorben la luz de sus estrellas centrales y vuelven a irradiar esa energía como un tenue resplandor que se puede estudiar con ALMA.

    En las regiones internas de los sistemas planetarios, Se espera que los procesos de formación de planetas resulten en la pérdida de todo el polvo más caliente, y las estrellas de clase IIII son las que quedan, como máximo, con luz tenue, polvo frío. Estos tenues cinturones de polvo frío son similares a los conocidos discos de escombros que se ven alrededor de otras estrellas. similar al cinturón de Kuiper en nuestro propio sistema solar, que se sabe que alberga asteroides y cometas mucho más grandes.

    En la encuesta, la estrella en cuestión, 'NO Lup', que es aproximadamente el 70% de la masa de nuestro sol, se encontró que tenía un desmayo, disco polvoriento de baja masa, pero fue la única estrella de clase III donde se detectó gas monóxido de carbono, una novedad para este tipo de estrellas jóvenes con ALMA. Si bien se sabe que muchas estrellas jóvenes aún albergan los discos de formación de planetas ricos en gas con los que nacen, NO Lup está más evolucionado, y podría haberse esperado que hubiera perdido este gas primordial después de que se formaran sus planetas.

    Si bien la detección de gas monóxido de carbono es poco común, lo que hizo que la observación fuera única fue la escala y la velocidad del gas, lo que motivó un estudio de seguimiento para explorar su movimiento y orígenes.

    "Solo detectar gas de monóxido de carbono fue emocionante, Dado que ALMA no había fotografiado previamente otras estrellas jóvenes de este tipo, "dijo el primer autor Joshua Lovell, un doctorado estudiante del Instituto de Astronomía de Cambridge. "Pero cuando miramos más de cerca, encontramos algo aún más inusual:dada la distancia entre el gas y la estrella, se estaba moviendo mucho más rápido de lo esperado. Esto nos dejó perplejos durante bastante tiempo ".

    Grant Kennedy, Miembro de investigación de la Royal Society University en la Universidad de Warwick, quién dirigió el trabajo de modelado en el estudio, se le ocurrió una solución al rompecabezas. "Encontramos una forma sencilla de explicarlo:modelando un anillo de gas, pero dando al gas una patada extra hacia afuera, ", dijo." Se han utilizado otros modelos para explicar discos jóvenes con mecanismos similares, pero este disco se parece más a un disco de escombros donde no hemos presenciado vientos antes. Nuestro modelo mostró que el gas es totalmente consistente con un escenario en el que se lanza fuera del sistema a unos 22 kilómetros por segundo. que es mucho más alta que cualquier velocidad orbital estable ".

    Un análisis adicional también mostró que el gas puede producirse durante colisiones entre asteroides, o durante períodos de sublimación, la transición de una fase sólida a una gaseosa, en la superficie de los cometas de la estrella, se espera que sea rico en hielo de monóxido de carbono.

    Ha habido evidencia reciente de este mismo proceso en nuestro propio sistema solar de la misión New Horizons de la NASA, cuando observó el objeto Ultima Thule del Cinturón de Kuiper en 2019 y encontró una evolución por sublimación en la superficie del cometa, que sucedió hace unos 4.500 millones de años. Por lo tanto, el mismo evento que vaporizó los cometas en nuestro propio sistema solar hace miles de millones de años pudo haber sido capturado por primera vez a más de 400 años luz de distancia. en un proceso que puede ser común alrededor de estrellas formadoras de planetas, y tienen implicaciones sobre cómo todos los cometas, asteroides, y los planetas evolucionan.

    "Esta fascinante estrella está arrojando luz sobre qué tipo de procesos físicos están dando forma a los sistemas planetarios poco después de su nacimiento, Justo después de que han emergido de estar envueltos por su disco protoplanetario, "dijo el coautor, el profesor Mark Wyatt, también del Instituto de Astronomía. "Si bien hemos visto gas producido por planetesimales en sistemas más antiguos, la velocidad de cizallamiento a la que se produce el gas en este sistema y su naturaleza de salida son bastante notables, y señalar una fase de la evolución del sistema planetario que estamos presenciando aquí por primera vez ".

    Si bien el rompecabezas no está completamente resuelto, y se necesitarán modelos más detallados para comprender cómo se expulsa el gas con tanta rapidez, lo que sí es seguro es que este sistema está destinado a ser objeto de medidas de seguimiento más intensas.

    "Esperamos que ALMA vuelva a estar en línea el próximo año, y haremos el caso de observar este sistema nuevamente con mayor detalle, ", dijo Lovell." Dado lo mucho que hemos aprendido sobre esta etapa temprana de la evolución del sistema planetario con solo una breve observación de 30 minutos, todavía hay mucho más que este sistema puede decirnos ".


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