Investigadores que utilizan el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), tengo por primera vez, logró una medición precisa del tamaño de pequeñas partículas de polvo alrededor de una estrella joven a través de la polarización de ondas de radio. La alta sensibilidad de ALMA para detectar ondas de radio polarizadas hizo posible este importante paso en el seguimiento de la formación de planetas alrededor de estrellas jóvenes.

Los astrónomos han creído que los planetas se forman a partir de partículas de gas y polvo, aunque se han velado los detalles del proceso. Uno de los mayores enigmas es cómo partículas de polvo tan pequeñas como 1 micrómetro se agregan para formar un planeta rocoso con un diámetro de 10 mil kilómetros. La dificultad para medir el tamaño de las partículas de polvo ha impedido a los astrónomos rastrear el proceso de crecimiento del polvo.

Akimasa Kataoka, un investigador de Humboldt destinado en la Universidad de Heidelberg y el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, abordó este problema. Él y sus colaboradores han predicho teóricamente que, alrededor de una estrella joven, las ondas de radio esparcidas por las partículas de polvo deben tener características de polarización únicas. También notó que la intensidad de las emisiones polarizadas nos permite estimar el tamaño de las partículas de polvo mucho mejor que otros métodos.

Para probar su predicción, el equipo dirigido por Kataoka observó la joven estrella HD 142527 con ALMA (nota 1) y descubrió, por primera vez, el patrón de polarización único en el disco de polvo alrededor de la estrella. Como se predijo, la polarización tiene una dirección radial en la mayor parte del disco, pero al borde del disco, la dirección se invierte perpendicular a la dirección radial.

Comparando la intensidad observada de las emisiones polarizadas con la predicción teórica, determinaron que el tamaño de las partículas de polvo es como máximo de 150 micrómetros. Esta es la primera estimación del tamaño del polvo basada en la polarización. Asombrosamente, este tamaño estimado es más de 10 veces menor de lo que se pensaba anteriormente.

"En los estudios anteriores, Los astrónomos han estimado el tamaño basándose en emisiones de radio asumiendo hipotéticas partículas de polvo esféricas, "explica Kataoka". En nuestro estudio, observamos las ondas de radio dispersas a través de la polarización, que lleva información independiente de la emisión de polvo térmico. Una diferencia tan grande en el tamaño estimado de las partículas de polvo implica que la suposición anterior podría ser incorrecta ".

La idea del equipo para resolver esta inconsistencia es considerar esponjoso, partículas de polvo de forma compleja, no es un simple polvo esférico (nota 2.). En la vista macroscópica, tales partículas son realmente grandes, pero en la vista microscópica, cada pequeña parte de una gran partícula de polvo dispersa ondas de radio y produce características de polarización únicas. Según el presente estudio, los astrónomos obtienen estas características "microscópicas" a través de observaciones de polarización. Esta idea podría llevar a los astrónomos a reconsiderar la interpretación previa de los datos de observación.

"La fracción de polarización de las ondas de radio del disco de polvo alrededor de HD 142527 es solo un pequeño porcentaje. Gracias a la alta sensibilidad de ALMA, hemos detectado una señal tan pequeña para obtener información sobre el tamaño y la forma de las partículas de polvo, ", dijo Kataoka." Este es el primer paso en la investigación sobre la evolución del polvo con polarimetría, y creo que el progreso futuro estará lleno de entusiasmo ".