Una imagen de longitud de onda submilimétrica de color falso del sistema IRAS 15398-3359 a 47 años luz de la Tierra. Crédito:Yuki Okoda, Escuela de Graduados en Ciencias, La universidad de tokio
Astrónomos del Departamento de Física de la Universidad de Tokio descubrieron un disco denso de material alrededor de una estrella joven, que puede ser un precursor de un sistema planetario. Su investigación podría mejorar enormemente los modelos de cómo se forman los sistemas solares, que nos diría más sobre nuestro propio lugar en el cosmos.
A principios de 2017, La profesora asistente Yoko Oya le dio a la estudiante de posgrado Yuki Okoda algunos datos complejos recientes sobre una estrella cercana con la que podría comenzar su doctorado. Poco se dio cuenta de que lo que encontraría podría revelar no solo los secretos de cómo se forman los planetas, sino posiblemente su carrera como astrónoma profesional.
La estrella en cuestión (solo conocida por su número de catálogo IRAS 15398-3359) es pequeña, joven y relativamente guay para ser una estrella. Su estatura diminuta significa que la luz débil que emite ni siquiera puede alcanzarnos a través de una nube de gas y polvo que la rodea. Pero esto no impide que las mentes inquisitivas exploren lo desconocido.
En 2013, Oya y sus colaboradores utilizaron el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile para observar la estrella en longitudes de onda submilimétricas, ya que ese tipo de luz puede penetrar la nube de polvo, como referencia, la luz roja es de alrededor de 700 nanómetros. Un análisis minucioso reveló algunas estructuras nebulosas interesantes, a pesar de que las imágenes trabajaban de ser difíciles de comprender.
"El mayor desafío académico al que me enfrenté fue tratar de dar sentido a las imágenes granuladas. Es extremadamente difícil saber exactamente lo que estás mirando realmente". dice Okoda. "Pero me sentí obligado a explorar la naturaleza de las estructuras que el Dr. Oya había visto con ALMA, así que se me ocurrió un modelo para explicarlos ". El modelo que produjo fue una sorpresa para Okoda y sus colegas, pero encaja perfectamente con los datos. Describe un disco denso de material que consiste en gas y polvo de la nube que rodea a la estrella. Esto nunca antes se había visto alrededor de una estrella tan joven.
IRAS 15398-3359 es una protoestrella de Clase 0, invisible a los ojos humanos, debe verse en longitudes de onda más largas. Crédito:2018 Yuki Okoda, Escuela de Graduados en Ciencias, La universidad de tokio
El disco es un precursor de un disco protoplanetario, que es mucho más denso aún y eventualmente se convierte en un sistema planetario en órbita alrededor de una estrella.
"No podemos decir con certeza que este disco en particular se fusionará en un nuevo sistema planetario, "explica Oya." La nube de polvo puede ser empujada por los vientos estelares o puede caer toda dentro de la estrella misma, alimentarlo en el proceso. Lo que es emocionante es la rapidez con la que esto podría suceder ".
La estrella es pequeña, alrededor del 0,7 por ciento de la masa de nuestro sol, basado en observaciones de la masa de la nube circundante. Podría crecer hasta un 20 por ciento en solo unas pocas decenas de miles de años, un abrir y cerrar de ojos en la escala cósmica.
"Espero que nuestras observaciones y modelos mejoren el conocimiento de cómo se forman los sistemas solares, "dice Okoda." Mis intereses de investigación involucran objetos protoestelares jóvenes, y la implicación de que los discos protoplanetarios podrían formarse antes de lo esperado realmente me emociona ".
Los astrónomos están entrenados para dar sentido a imágenes abstractas de instrumentos como ALMA. Crédito:Yuki Okoda, Escuela de Graduados en Ciencias, La universidad de tokio
Okoda comenzó este proyecto hace un año y medio para perfeccionar sus habilidades como astrónoma, pero reflejando la joven estrella que observó, la práctica evolucionó rápidamente y se convirtió en un proyecto de investigación completo, que con suerte le hará ganar un doctorado. de la Universidad de Tokio.
Las observaciones y el modelo resultante solo fueron posibles gracias a los avances en radioastronomía con observatorios como ALMA. El equipo tuvo suerte de que el plano del disco esté nivelado con nuestro propio sistema solar, ya que esto significa que la luz de las estrellas que ve ALMA atraviesa suficiente gas y polvo para divulgar características importantes del mismo.
"También tuvimos la suerte de tener tiempo con ALMA para llevar a cabo nuestras observaciones. Solo alrededor del 20 por ciento de las aplicaciones realmente se llevan a cabo, "explica Oya." Con instrumentos astronómicos altamente especializados, hay mucha competencia por el tiempo. Mi esperanza es que nuestro éxito inspire a una nueva generación de astrónomos en Japón a alcanzar las estrellas.
