La estrella familiar en el centro de nuestro sistema solar ha tenido miles de millones de años para madurar y, en última instancia, proporcionarnos energía vital aquí en la Tierra. Pero hace mucho tiempo nuestro sol era solo una estrella bebé en crecimiento. ¿Cómo se veía el sol cuando era tan joven? Eso ha sido durante mucho tiempo un misterio que si se resuelve, podría enseñarnos sobre la formación de nuestro sistema solar, llamado así porque sol es la palabra latina para sol, y otros sistemas estelares compuestos por planetas y objetos cósmicos que orbitan estrellas.

"Hemos detectado miles de planetas en otros sistemas estelares de nuestra galaxia, pero ¿de dónde vienen todos estos planetas? ¿De dónde vino la Tierra? Eso es lo que realmente me impulsa "dice Catherine Espaillat, autor principal del artículo y profesor asociado de astronomía del Boston University College of Arts &Sciences.

Un nuevo trabajo de investigación publicado en Naturaleza por Espaillat y colaboradores finalmente proporciona nuevas pistas sobre qué fuerzas estaban en juego cuando nuestro sol estaba en su infancia, detector, por primera vez, un punto de forma única en una estrella bebé que revela nueva información sobre cómo crecen las estrellas jóvenes.

Cuando se está formando una estrella bebé, Espaillat explica, come polvo y partículas de gas que se arremolinan a su alrededor en lo que se llama un disco protoplanetario. Las partículas chocan contra la superficie de la estrella en un proceso llamado acreción.

"Este es el mismo proceso por el que pasó el sol, "Dice Espaillat.

Los discos protoplanetarios se encuentran dentro de nubes moleculares magnetizadas, que en todo el universo son conocidos por los astrónomos como caldo de cultivo para la formación de nuevas estrellas. Se ha teorizado que los discos protoplanetarios y las estrellas están conectados por un campo magnético, y las partículas siguen el campo hasta la estrella. A medida que las partículas chocan contra la superficie de la estrella en crecimiento, Los puntos calientes, que son extremadamente calientes y densos, se forman en los puntos focales del proceso de acreción.

Mirando una estrella joven a unos 450 millones de años luz de la Tierra, Las observaciones de Espaillat y su equipo confirman, por primera vez, la precisión de los modelos de acreción de los astrónomos desarrollados para predecir la formación de puntos calientes. Hasta ahora, esos modelos informáticos se han basado en algoritmos que calculan cómo la estructura de los campos magnéticos dirige las partículas de los discos protoplanetarios para chocar contra puntos específicos de la superficie de las estrellas en crecimiento. Ahora, Los datos observables respaldan esos cálculos.

El equipo de BU, incluido el estudiante de posgrado John Wendeborn, e investigadora postdoctoral Thanawuth Thanathibodee, estudió de cerca a una joven estrella llamada GM Aur, ubicado en la nube molecular Tauro-Auriga de la Vía Láctea. Actualmente es imposible fotografiar la superficie de una estrella tan lejana, Espaillat dice:pero son posibles otros tipos de imágenes dado que diferentes partes de la superficie de una estrella emiten luz en diferentes longitudes de onda. El equipo pasó un mes tomando instantáneas diarias de las longitudes de onda de luz emitidas desde la superficie de GM Aur, compilar conjuntos de datos de rayos X, ultravioleta (UV), infrarrojo, y luz visual. Para echar un vistazo a GM Aur, confiaron en los "ojos" del telescopio espacial Hubble de la NASA, Satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS), Observatorio Swift, y la red mundial de telescopios del Observatorio Las Cumbres.

Esta estrella en particular, GM Aur, realiza una rotación completa en aproximadamente una semana, y en ese tiempo se espera que los niveles de brillo alcancen su punto máximo y disminuyan a medida que el punto caliente más brillante se aleja de la Tierra y luego vuelve a mirar hacia nuestro planeta nuevamente. Pero cuando el equipo alineó por primera vez sus datos uno al lado del otro, estaban perplejos por lo que vieron.

"Vimos que había una compensación [en los datos] de un día, ", Dice Espaillat. En lugar de que todas las longitudes de onda de luz alcancen su punto máximo al mismo tiempo, La luz ultravioleta estaba en su punto más brillante aproximadamente un día antes de que todas las demás longitudes de onda alcanzaran su punto máximo. En primer lugar, pensaron que podrían haber recopilado datos inexactos.

"Repasamos los datos tantas veces, comprobó el tiempo, y me di cuenta de que esto no era un error, ", dice. Descubrieron que el punto de acceso en sí no es totalmente uniforme, y tiene un área dentro que es incluso más caliente que el resto.

"El punto caliente no es un círculo perfecto ... es más como un arco con una parte del arco que es más caliente y más densa que el resto, "Dice Espaillat. La forma única explica la desalineación en los datos de longitud de onda de la luz. Este es un fenómeno en un punto caliente nunca antes detectado.

"Este [estudio] nos enseña que los puntos calientes son huellas en la superficie estelar creadas por el campo magnético, "Dice Espaillat. En un momento, el sol también tenía puntos calientes, distintos de las manchas solares, que son áreas de nuestro sol que son más frías que el resto de su superficie, concentradas en las áreas donde estaba comiendo partículas de un disco protoplanetario circundante de gas y polvo.

Finalmente, los discos protoplanetarios se desvanecen, dejando atrás estrellas, planetas y otros objetos cósmicos que componen un sistema estelar, Dice Espaillat. Todavía hay evidencia del disco protoplanetario que alimentó nuestro sistema solar, ella dice, encontrado en la existencia de nuestro cinturón de asteroides y todos los planetas. Espaillat dice que estudiar estrellas jóvenes que comparten propiedades similares con nuestro sol es clave para comprender el nacimiento de nuestro propio planeta.