Investigadores del NPF estudian encuentros estelares

El objetivo es analizar si estos encuentros afectan los discos alrededor de las estrellas y la formación planetaria que se produce en ellos.

Los planetas nacen y evolucionan en discos de gas y polvo, llamados “protoplanetarios”, los que se forman alrededor de estrellas jóvenes. Estas estrellas están rodeadas por otras, creadas en la misma nube de gas molecular, y su presencia podría afectar la morfología y evolución de estos discos. Para estudiar lo anterior, y las implicancias que podría tener para la formación planetaria, un grupo internacional de astronomos, liderados por el investigador postdoctoral del Núcleo Milenio de Formación Planetaria Nicolás Cuello, realizó simulaciones teóricas de estos encuentros estelares -flyby en inglés-. En este estudio también participaron el investigador asociado Jorge Cuadra, el investigador postdoctoral Matias Montesinos y el estudiante de postgrado Pedro Poblete.

“El resultado principal es que el polvo del disco protoplanetario reacciona de manera muy diferente con respecto al gas durante el encuentro estelar. En nuestras simulaciones observamos que ciertas estructuras del disco (tales como espirales, puentes de materia y pliegues) son más prominentes para ciertos tamaños de polvo. Esto aporta información extremadamente útil para entender cómo y dónde se forman los planetas en estos discos perturbados”, indica Nicolás Cuello, quien también es investigador postdoctoral del Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

El astrofísico agrega que la emisión térmica de este polvo puede ser observada con los telescopios del Very Large Telescope (VLT) y ALMA, ambos instalados en Chile, por lo que se podrían comparar los resultados de las simulaciones con observaciones.

Esta investigación –resultado de una colaboración entre Chile, Inglaterra, Australia y Francia- se realizó principalmente mediante simulaciones hidrodinámicas en tres dimensiones, en las que se representó la evolución del gas y del polvo en el disco protoplanetario. Cuello recalca que estos discos están mayoritariamente compuestos de gas (cerca del 99%) pero que es el polvo el que forma los planetas. “Por efectos de fricción aerodinámica, el polvo no se comporta del mismo modo que el gas. Por esto, es importante modelar de manera detallada su evolución en el disco en vez de suponer que evoluciona como el gas. En este trabajo, estudiamos la evolución de distribuciones de polvo de diferentes tamaños, desde el micrómetro hasta la decena de centímetros” destaca.

 

Trabajo a futuro

El efecto de estos encuentros estelares sobre la evolución de los discos protoplanetarios se comenzó a investigar en los 90. Años despues, otros equipos estudiaron cómo los discos son truncados y se vuelven excéntricos y/o inclinados. Actualmente, gracias a las imágenes obtenidas con el VLT y ALMA, los astrónomos sospechan que en algunos de los discos observados han ocurrido este tipo de encuentros estelares. Por esto, indica Cuello, es relevante entender qué sucede y cómo se ve afectada la formación planetaria en estos sistemas perturbados.

“Actualmente, estamos creando un catálogo de observaciones sintéticas a partir de nuestras simulaciones hidrodinámicas. De ese modo, podremos comparar directamente nuestros discos simulados con las observaciones recientes (con SPHERE y ALMA, por ejemplo). En paralelo, estamos aplicando estos resultados a algunos discos observados donde se piensa que está ocurriendo un encuentro estelar”, recalca Nicolás Cuello. El científico comenta que estos encuentros pueden durar desde algunas decenas de años hasta varios siglos, por lo que ellos buscan reconstruirlos para explicar las observaciones de manera coherente.

“De algún modo, estamos jugando un gran juego de pistas: tenemos muchos indicios observacionales y debemos intentar dilucidar qué le pasó al disco. ¡Es extremadamente divertido ser un detective astrofísico!”, concluye.

Puedes leer el artículo científico aquí.

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