Todos los años, alrededor de dos masas terrestres de material fluye hacia el disco de la joven estrella V346 ni desde sus alrededores, para terminar en la estrella provocando brillo. El fenómeno difícil de ver fue capturado por un grupo de investigación liderado por Hungría utilizando ALMA, el telescopio astronómico más grande de la Tierra. La observación ayuda a comprender un fenómeno clave:cómo evolucionan los discos circunestelares y finalmente forman planetas.

Cada segundo nacen nuevos planetas en el universo. Los más interesantes son los similares a la Tierra, especialmente si tienen la posibilidad de albergar vida.

Hasta hace unas décadas, sólo se disponía de estimaciones y predicciones de modelos para delinear dónde y cómo nacen los planetas habitables o los planetas inhabitables.

Hoy en día, gracias a los telescopios más grandes, la situación es diferente:los astrónomos pueden vislumbrar los detalles de la formación de estrellas y planetas y están aprendiendo más sobre las circunstancias de su nacimiento.

Un equipo coordinado por investigadores húngaros ha realizado importantes avances en este campo. El último número de la Diario astrofísico publicó un artículo de Ágnes Kóspál y colaboradores, en el que estudian la joven estrella V346 Nor y su entorno. V346 Tampoco es una protoestrella de unos pocos cientos de miles de años de masa solar 0,1, pero sigue creciendo. Es posible que se estén formando planetas a su alrededor. Es un objetivo ideal para analizar qué factores determinan las propiedades de los planetas en formación y su entorno. Para esto, es importante conocer la composición, temperatura, y tamaño de grano del disco donde crecen los planetas.

La parte exterior del sistema consta de un gran envoltura tenue desde la que el gas y el polvo fluyen hacia el centro. En el centro, hay un disco aplanado, donde la estrella recién nacida captura material del borde interior del disco. La parte exterior del disco se repone con el sobre que cae. El índice de este último flujo fue medido con precisión por el equipo liderado por Hungría por primera vez, y resulta ser aproximadamente una millonésima masa solar (o dos masas terrestres) por año.

El telescopio más grande para capturar los detalles más pequeños

El sistema de antena de radio ALMA (Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array) está ubicado en el desierto seco de Atacama a una altura de 5000 metros sobre el nivel del mar.

Cuando esté completo, constará de 66 radiotelescopios con platos de 12 y 7 metros de diámetro, la mayoría de los cuales ya están en funcionamiento.

El instrumento puede detectar radiación electromagnética del cielo con longitudes de onda entre 350 micrómetros y 3 milímetros. Este rango espectral permite el estudio de las partes más densas de las regiones de formación de estrellas y el entorno de las estrellas jóvenes. que son inobservables con luz óptica.

Expertos del Centro de Investigación de Astronomía y Ciencias de la Tierra de la Academia de Ciencias de Hungría tomaron imágenes de la joven estrella V346 Nor y su entorno con una resolución espacial de un segundo de arco y analizaron la estructura y el movimiento del material gaseoso. El objetivo es un objeto eruptivo joven, una estrella anterior a la secuencia principal que aún está creciendo capturando material de su entorno. La producción de energía de tales objetos varía con el tiempo, dependiendo del flujo real de material desde el disco a la estrella. Debido al transporte desigual de material, a veces ocurren erupciones espectaculares. Durante estos tiempos, el disco se calienta y su material se transforma a medida que los granos de polvo se cristalizan, como descubrieron los investigadores húngaros hace unos años.

Aunque muchos detalles son inciertos en este proceso, Ágnes Kóspál y sus colegas identificaron y estudiaron un fenómeno aún menos conocido en el sistema.

Sabemos que el disco le da material a la protoestrella, pero se desconoce cómo el disco recibe material de la envoltura difusa circundante.

La tasa de caída en el disco es mucho más alta que la tasa desde el disco a la estrella, por lo que el disco retiene el material por un tiempo. El transporte de masa de disco a estrella suele ser bastante lento, y aumenta solo ocasionalmente, cuando provoca un brillo. Los investigadores húngaros demostraron cuantitativamente por primera vez cuánto material cae del sobre al disco, donde se acumula y cae sobre la estrella a un ritmo desigual.

Los investigadores mapearon la ubicación y el movimiento del material del disco utilizando medidas de la línea espectral de la molécula de monóxido de carbono y la emisión de polvo de 1,3 milímetros. El gas y el polvo son los más densos en la región central de 350 UA alrededor de la estrella central. Aquí, el movimiento de rotación del material del disco está determinado por el campo gravitacional de la estrella central. Más lejos, hay un aplanado, estructura en forma de disco, un llamado pseudo-disco, cuyo movimiento es una combinación de caída y rotación, conservando el momento angular de la envolvente circundante.

Según las nuevas mediciones de ALMA, el pseudo-disco recibe dos masas terrestres de material cada año, que es significativamente mayor que la tasa de recolección masiva de la protoestrella central.

Las observaciones dan la primera evidencia directa de que las erupciones de objetos estelares tan jóvenes ocurren cuando se acumula tanto material en el disco interno que se vuelve inestable y el flujo de masa hacia la estrella se vuelve mucho más rápido por un tiempo.

Equipo internacional liderado por Hungría

"Esta es la primera medida directa de un desajuste entre el flujo de masa de la envolvente al disco y el disco a la estrella en una estrella eruptiva joven, "dice Ágnes Kóspál. El grupo internacional liderado por Hungría se aprovechó de la resolución espacial y la sensibilidad sin precedentes de ALMA en su descubrimiento. El conocimiento previo para el estudio fue en gran parte proporcionado por el Grupo de Investigación de Disco CSFK de MTA, un equipo que se formó en 2014 en el Observatorio Konkoly para estudiar la dinámica de los discos circunestelares, así como la formación de estrellas y planetas en la era ALMA. Este proyecto proporcionó el marco en el que se desarrollaron los métodos de análisis para este estudio.

Este tema es prometedor, porque se supone que las erupciones de estrellas jóvenes tienen un efecto directo sobre el material del disco. En el sistema V346 Nor, puede que ya haya planetesimales que eventualmente formen exoplanetas, aunque la mayoría de ellos caerán en la estrella o serán destruidos por las erupciones. En las próximas décadas, Ágnes Kóspál y sus colaboradores planean comprender estos discos dinámicos y arrojar luz sobre los pasos que conducen a la formación de planetas y los factores que influyen en ella.