Científicos observan un eclipse producido por granos de polvo cerca de una estrella

En el estudio, en el que participa el investigador del NPF Johan Olofsson, se concluye que esto posiblemente se produjo por un evento similar al que condujo a la formación de nuestro satélite natural.

Alrededor del 20% de las estrellas tienen un disco de escombros orbitando a su alrededor. Su presencia significa que hay pequeños granos de polvo, del tamaño de un micrómetro, orbitándola. Esos pequeños granos no pueden sobrevivir mucho tiempo alrededor de una estrella, lo que significa que debe existir un mecanismo de reposición. 

Se cree que la reposición de estos granos de polvo en los discos se debe a la presencia de planetesimales, cuerpos del tamaño de un kilómetro, que, al chocar entre sí, liberan continuamente estos granos. Lamentablemente, estos planetesimales no se pueden observar directamente, por lo que se sabe muy poco sobre el resultado de estas colisiones.

Recientemente, un equipo internacional de astrofísicos dirigido por el Dr. Carl Melis, del Centro de Astrofísica y Ciencias del Espacio de San Diego, y que incluye a Johan Olofsson, investigador asociado del Núcleo Milenio de Formación Planetaria, investigó una de estas estrellas con discos de escombros,  llamada TYC 8830 410 1, ya que detectaron una variabilidad peculiar en ella. El artículo científico que detalla esta investigación, se publicó en la revista científica AAS (American Astronomical Society).

Los investigadores realizaron observaciones fotométricas de TYC 8830 410 1 durante un largo periodo de tiempo. Dada la resolución de estas observaciones, no fue posible detectar el disco, por lo que solo se pudo medir el brillo total, sumando el de la estrella y del disco. Con estos datos, los científicos notaron un cambio interesante en el brillo, en función del tiempo.

“La primera conjetura sería que hay un planeta orbitando alrededor de la estrella (así se han detectado miles de exoplanetas en los últimos años), lo que explica que se vuelva más débil. Pero este no es el caso de TYC 8830 410 1 porque esos eventos son demasiado largos, y la forma del eclipse es irregular”, indica Olofsson, quien también lidera el grupo Max Planck MPIA-UV Tandem y es miembro del Instituto de Física y Astronomía de la Universidad de Valparaíso. “Por desgracia, no tenemos un muestreo muy regular de las observaciones fotométricas, por lo que es muy difícil estimar si hay alguna periodicidad en los eclipses que vimos”, agrega.

El equipo concluyó que la mejor explicación es que la disminución del brillo se debe a  cúmulos de polvo transitando delante de la estrella. “Si imaginamos que vemos el disco desde un lado -igual como vemos a la Vía Láctea- y que los cúmulos están orbitando alrededor de la estrella, éstos pueden pasar por delante de ella, lo que la hace más débil, y luego alejarse, lo que hace que la estrella se vuelve más brillante. Como esos cúmulos no son necesariamente homogéneos, esto también puede explicar la forma irregular de los eclipses que detectamos” asegura Olofsson.

Para los astrónomos, es sorprendente que el disco de escombros tenga aglomeraciones, ya que esperaban algo más homogéneo, como los anillos de Saturno. La mejor explicación es que pudo existir una gran colisión, que podría ser comparable a lo que creemos que ocurrió cuando un cuerpo del tamaño de Marte colisionó con la Tierra y formó la Luna. En este caso, lo que los científicos ven son fragmentos chocando entre sí. Probablemente, indican, ocurrió más de una colisión menor, ya que no han encontrado ninguna periodicidad clara para los eventos.

“Tales detecciones son en general muy raras, lo que hace que TYC 8803 410 1 sea un sistema extremadamente interesante de estudiar, ya que proporciona una forma indirecta de restringir los resultados de las colisiones entre planetesimales”, subraya Olofsson.

En general, explica el equipo que realizó la investigación, en las primeras etapas de la evolución de los discos de escombros es cuando se espera que se formen planetas rocosos, a través de este tipo de colisiones. Encontrar una manera de caracterizar el resultado de estas colisiones abre la posibilidad de comprender mejor cómo se forman los planetas rocosos.

Trabajo a futuro

Johan Olofsson comenta que se requieren más observaciones para saber si efectivamente hay alguna periodicidad en los eventos. Actualmente, los investigadores observan el sistema con telescopios robóticos instalados en Chile y en todo el mundo. 

Además, los científicos investigan el “color” del eclipse. “Cuando vemos el Sol a través de las nubes, las nubes son grises o blancas. Pero cuando hay fuego o humo en el aire, de repente la luz se vuelve más roja. Esto se debe a que el tamaño de las partículas del humo es mayor. Así que, si podemos observar los eclipses alrededor de TYC 8830 410 1 en diferentes longitudes de onda, podremos determinar el color de los cúmulos que pasan por delante de la estrella. ¡Y esto podría decirnos algo sobre el tamaño típico de esas partículas de polvo, que están pasando delante de la estrella a 520 años luz de nosotros!”, subraya Oloffson.

“La astronomía en el dominio del tiempo es algo fantástico. En mi trabajo, siempre asumo que las estrellas y los discos son estáticos, que no cambian de un día a otro, o de un año a otro. La mayoría de las veces es una suposición razonable, pero hay mucho que descubrir estudiando la componente temporal”, finaliza el científico. 

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Crédito imagen: ESA/NASA, M. Kornmesser

 

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