Nota de prensa

Ondas misteriosas haciendo carreras en un disco de formación de planetas

Estructuras únicas detectadas alrededor de una estrella cercana

7 de Octubre de 2015

Usando imágenes del Very Large Telescope de ESO y del telescopio espacial Hubble de la NASA y la ESA, los astrónomos han descubierto estructuras nunca antes vistas en un disco de polvo alrededor de una estrella cercana. Las veloces formas parecidas a ondas detectadas en el disco de la estrella AU Microscopii, no se parecen a nada que se haya visto, o incluso predicho, con anterioridad. El origen y la naturaleza de este fenómeno suponen un nuevo misterio que los astrónomos deberán resolver. Los resultados se publican en la revista Nature el 8 de octubre de 2015.

AU Microscopii, o AU Mic, para abreviar, es una joven estrella cercana rodeada por un gran disco de polvo [1]. Estudiar estos discos de desechos pueden proporcionar valiosas pistas acerca de cómo se crean los planetas, ya que estos se forman en estos discos.

Los astrónomos han estado buscando cualquier cosa que sugiriera la presencia de zonas grumosas o deformadas en el disco de AU Mic, ya que tales signos pueden indicarnos  la ubicación de posibles planetas. Y en 2014, gracias a las capacidades del nuevo instrumento SPHERE de ESO (instalado en el Very Large Telescope), con gran capacidad para hacer imágenes de alto contraste, descubrieron algo insólito.

"Nuestras observaciones han mostrado algo inesperado," explica Anthony Boccaletti del Observatorio de París (Francia), autor principal del artículo científico. "Las imágenes de SPHERE muestran un conjunto de características inexplicables en el disco que tienen una estructura en forma de arco o de onda, algo totalmente diferente a todo lo que se había observado antes".

Las nuevas imágenes muestran cinco arcos en forma de onda a distancias diferentes de la estrella, que recuerdan a ondas en el agua. Tras detectar este fenómeno en los datos de SPHERE, el equipo recurrió a imágenes anteriores del disco tomadas en 2010 y 2011 por el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA, para ver si también era visible en ellas [2]. No sólo fueron capaces de identificar las ondas en las anteriores imágenes del Hubble, sino que también descubrieron que había cambiado con el tiempo. Resulta que estas ondas se mueven, ¡y muy rápido!

"Reprocesamos imágenes de los datos de Hubble y al final obtuvimos información  suficiente como para seguir el movimiento de este extraño fenómeno durante un período de cuatro años”, explica el miembro del equipo Christian Thalmann (ETH Zúrich, Suiza). “Haciendo esto, descubrimos que los arcos se están alejando de la  estrella ¡a velocidades de hasta  40.000 kilómetros por hora!”.

Las ondas más alejadas de la estrella parecen moverse más rápidamente que las que están más cerca. Al menos tres de las formas de arco se están moviendo tan rápido que bien podría estar escapando de la atracción gravitatoria de la estrella. Unas velocidades tan altas descartan la posibilidad de que se trate de un fenómeno característico de un disco convencional causado por objetos, como planetas, que perturban el material del disco mientras que orbitan la estrella. Debe haber habido algo más involucrado para generar esa velocidad en las ondas y hacer que se muevan tan rápidamente, lo que significa que son una señal de algo verdaderamente inusual [3].

"Todo lo relacionado con este hallazgo es bastante sorprendente", comenta el coautor Carol Grady, de Eureka Scientific (EE.UU.). "Y dado que nada de esto ha sido observado o predicho teóricamente con anterioridad,  sólo podemos hacer hipótesis sobre de qué se trata, qué estamos viendo y cómo surgió”.

El equipo no puede decir con certeza qué causó estas misteriosas ondas alrededor de la estrella. Pero han considerado y descartado una serie de fenómenos para explicarlo, incluyendo la colisión de dos objetos raros y masivos parecidos a asteroides liberando grandes cantidades de polvo y ondas espirales provocadas por inestabilidades en la gravedad del sistema.

Pero hay otras ideas que han tenido en cuenta y que parecen ser más prometedoras.

“Una explicación para la extraña estructura las relaciona con las llamaradas de la estrella. AU Mic es una estrella con alta actividad en cuanto a fulguraciones — a menudo desprende enormes y repentinas ráfagas de energía desde o cerca de su superficie”, explica el autor Glenn Schneider, del Observatorio de Steward (EE.UU.). "Una de esas llamaradas quizás pudo haber disparado algo en uno de los planetas — si es que hay planetas —, como una extracción violenta de material que ahora podría estar propagándose a través del disco, propulsado por la fuerza de la llamarada”.

"Es muy satisfactorio que SPHERE haya demostrado para ser muy capaz en el estudio de discos como este en su primer año de operación," añade Jean-Luc Beuzit, coautor del nuevo estudio que también dirigió el desarrollo del instrumento SPHERE.

El equipo planea seguir observando el sistema AU Mic con SPHERE y otras instalaciones, incluyendo ALMA, para tratar de entender qué está sucediendo. Pero, por ahora, estas curiosas ondas siguen siendo un misterio sin resolver.

Notas

[1] AU Microscopii se encuentra a sólo 32 años luz de la Tierra. El disco consta esencialmente de asteroides que han chocado con tal vigor que han sido literalmente molidos, convirtiéndose en polvo.

[2] Los datos fueron obtenidos por el espectrógrafo STIS del Hubble (Space Telescope Imaging Spectrograph).

[3] El hecho de ver el disco de canto complica la interpretación de su estructura tridimensional.

Información adicional

Este trabajo de investigación se presenta en el artículo científico tituulado “Fast-Moving Structures in the Debris Disk Around AU Microscopii”, que aparece en la revista  Nature el 8 de octubre de 2015.

El equipo internacional de astrónomos que participa en este trabajo está formado por: Anthony Boccaletti (Observatorio de París, CNRS, Francia); Christian Thalmann (ETH Zúrich, Suiza); Anne-Marie Lagrange (Universidad Grenoble Alpes, Francia; CNRS, IPAG, Francia); Markus Janson (Universidad de Estocolmo, Suecia; Instituto Max Planck de Astronomía, Alemania); Jean-Charles Augereau (Universidad Grenoble Alpes, Francia; CNRS, IPAG, Francia); Glenn Schneider (Universidad de Arizona Tucson, EE.UU.); Julien Milli (ESO, Chile; CNRS, IPAG, Francia); Carol Grady (Eureka Scientific, EE.UU.); John Debes (STScI, EE.UU.); Maud Langlois (CNRS/ENS-L, Francia); David Mouillet (Universidad Grenoble Alpes, Francia; CNRS, IPAG, Francia); Thomas Henning (Instituto Max Planck de Astronomía, Alemania); Carsten Dominik (Universidad de Ámsterdam, Países Bajos); Anne-Lise Maire (INAF–Observatorio Astronómico de Padua, Italia); Jean-Luc Beuzit (Universidad Grenoble Alpes, Francia; CNRS, IPAG, Francia); Joe Carson (Universidad “College of Charleston”, EE.UU.); Kjetil Dohlen (CNRS, LAM, Francia); Markus Feldt (Instituto Max Planck de Astronomía, Alemania); Thierry Fusco (ONERA, Francia; CNRS, LAM, Francia); Christian Ginski (Observatorio de Leiden, Países Bajos); Julien H. Girard (CNRS, IPAG, Francia); Dean Hines (STScI, EE.UU.); Markus Kasper (ESO, Alemania; CNRS, IPAG, Francia); Dimitri Mawet (ESO, Chile); Francois Ménard (Universidad de Chile, Chile); Michael Meyer (ETH Zúrich, Suiza); Claire Moutou (CNRS, LAM, Francia); Johan Olofsson (Max-Planck-Institut für Astronomie, Alemania), Timothy Rodigas (Carnegie Institution of Washington, EE.UU.), Jean-Francois Sauvage (ONERA, Francia; CNRS, LAM, Francia), Joshua Schlieder (NASA Ames Research Center, EE.UU.; Instituto Max Planck de Astronomía, Alemania); Hans Martin Schmid (ETH Zúrich, Suiza); Massimo Turatto (INAF–Observatorio Astronómico de Padua, Italia); Stephane Udry (Observatorio de Ginebra, Suiza); Farrokh Vakili (Universidad de Niza Sophia Antipolis, Francia); Arthur Vigan (CNRS, LAM, Francia; ESO, Chile); Zahed Wahhaj (ESO, Chile; CNRS, LAM, Francia) y John Wisniewski (Universidad de Oklahoma, EE.UU.).

Enlaces

• Artículo científico en la revista Nature

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso1538.