Los astrónomos han descubierto una nube de polvo del tamaño de una estrella entera, a 330 años luz de distancia. ¿Porqué es eso? Un choque masivo entre dos exoplanetas que aún estaban en proceso de formación.
Sabemos esto porque los astrónomos han analizado el resplandor infrarrojo de dicha nube de polvo, junto con los cambios en la luz de la estrella anfitriona, que periódicamente se oscurece por los escombros que orbitan a su alrededor. Usando estos datos, ahora sabemos el tamaño de los objetos involucrados y otros detalles clave sobre la colisión.
Esto podría proporcionar información sobre la formación de nuestro sistema solar, y tal vez incluso arrojar luz sobre estrellas con extraños patrones de atenuación, como KIC 8462852 o la estrella de Boyajian, al proporcionar más información sobre la rapidez con la que se pueden propagar estas nubes de escombros.
«por primera vez,» El astrónomo Everett Schlowin dijo: Del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona, «Capturamos el brillo infrarrojo del polvo y la neblina que entra el polvo cuando la nube pasa frente a la estrella».
La estrella en cuestión es un bebé del tamaño de un bebé, solo tiene 10 millones de años. HD 166191. Dado que se formó recientemente, todavía está rodeado por una gran cantidad de material sobrante del proceso de formación.
Las estrellas se forman a partir de nudos densos en una nube de gas que colapsa bajo su propia masa. Al girar, la estrella crece acumulando más material de la nube que la rodea, la última de las cuales está dispuesta en un disco que se alimenta de la estrella, como el agua que baja por una alcantarilla.
Una vez que se completa la formación estelar, lo que quede en el disco puede pasar a formar los otros elementos de un sistema planetario. Los bultos de materiales se pegan entre sí, atraídos primero por la electrostática y luego por la gravedad.
Como puedes imaginar, este es un proceso caótico, con muchas colisiones. Eventualmente, suficiente material se une para formar, primero el átomo de un planeta, o un planeta menor, y finalmente un planeta.
La colisión entre cuerpos prácticos se puede dibujar. Se cree que nuestra luna se formó cuando otro cuerpo planetario chocó con la Tierra durante la juventud del sistema solar, por ejemplo. Pero no es un hecho que cada colisión deje dos sobrevivientes.
Dirigido por la astrónoma Kate Su del Observatorio Steward, un equipo de investigadores utilizó el ahora retirado Telescopio Espacial Spitzer para hacer observaciones infrarrojas de HD 166191. Estas longitudes de onda pueden penetrar las nubes de polvo para ver qué procesos ocurren en ambientes altamente sumergidos. Además, la luz de las estrellas que es absorbida y emitida por el polvo brilla intensamente en el infrarrojo.
Entre 2015 y 2019, los investigadores recolectaron 126 conjuntos de datos de la estrella, buscando específicamente nubes de polvo en su órbita que pudieran ser el resultado de una colisión planetaria.
En 2018 apareció la señal que buscaban: brillo infrarrojo, que indicaba un aumento de polvo, y atenuación, que indicaba que la luz de la estrella estaba siendo bloqueada. El mismo evento de atenuación fue capturado por un telescopio terrestre en longitudes de onda ópticas, y una atenuación similar hace 142 días, durante una pausa en las observaciones de Spitzer.
Esto fue confirmado por datos de tránsito de múltiples longitudes de onda: la señal fue generada por las entrañas de dos planetas que chocaron entre sí y arrojaron polvo por todas partes. La observación anterior del telescopio terrestre sugirió un período orbital de 142 días, lo que da una distancia orbital de la estrella de 0,62 AU. Esta es la distancia a la que se espera que se formen los planetas rocosos.
La obtención de datos de múltiples tránsitos también permitió al equipo monitorear la evolución de la nube. Rápidamente cambió del primer tránsito al segundo, abultándose, expandiéndose cada vez más vagamente y alargándose, cubriendo un área no menor a tres veces el tamaño de la estrella.
Pero los datos de Spitzer indican que solo una pequeña parte de la nube pasa entre nosotros y la estrella. Esto indica que la nube real era mucho más grande, posiblemente cientos de veces más grande que la estrella.
Para producir mucho polvo, el equipo calculó que la colisión tendría que ser entre dos objetos del tamaño de un planeta enano, entre 400 y 600 kilómetros (alrededor de 250 a 470 millas) de diámetro. La colisión inicial habría generado tanto calor que parte del material se evaporó; El resto se habría convertido en fragmentos que continuaron rebotando y chocando entre sí, así como con otras rocas en los alrededores, creando aún más polvo.
Para el momento en que estaba programado el tercer tránsito, quedaba muy poco rastro de la nube original. Sin embargo, el entorno alrededor de la estrella había crecido el doble que antes de la colisión. Esto indica que los escombros de la colisión se esparcieron muy rápidamente por todo el disco protoplanetario alrededor de la estrella.
Esto no solo sugiere que las acumulaciones de polvo pueden no ser adecuadas para explicar estrellas extrañamente tenues, sino que también podrían ayudar a explicar los procesos que intervienen en la formación de un sistema planetario completo, incluido el nuestro.
«Al observar los discos de escombros polvorientos alrededor de las estrellas jóvenes, básicamente podemos mirar hacia atrás en el tiempo y ver los procesos que pueden haber dado forma a nuestro sistema solar». entonces dijo.
«Al aprender sobre el resultado de las colisiones en estos sistemas, también podemos tener una mejor idea de la frecuencia con la que se forman planetas rocosos alrededor de otras estrellas».
El equipo continuará monitoreando HD 166191 para ver si pueden detectar cambios más notables en su cubierta polvorienta.
La búsqueda fue publicada en Diario astrofísico.
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