El misterioso patrón de sombras en el espacio revela una sorpresa difícil de alcanzar: ScienceAlert

Las sombras que brillan a través del polvo que orbita alrededor de una estrella recién nacida han revelado un raro vistazo de cómo se formó el sistema solar hace miles de millones de años.

La luz variable alrededor de una estrella llamada TW Hydrae indica que los discos gigantes de material que orbitan alrededor de la estrella son irregulares y giran en ángulos de inclinación ligeramente diferentes.

Las nuevas señales indican que hay tres discos tambaleantes de este tipo, y la alineación de estos discos sugiere que se están formando varios planetas pequeños y que su gravedad está tirando de los discos y torciendolos.

«Nunca habíamos visto esto antes en un disco protoplanetario. Simplemente hace que el sistema sea mucho más complejo de lo que pensábamos originalmente». dice el astrónomo John Debs De AURA a la Agencia Espacial Europea y al Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial.

TW Hydrae ha sido de particular interés para los científicos planetarios durante años. Tiene sólo unos 8 millones de años. Esto es muy pequeño para una estrella. En comparación, el Sol tiene unos 4.600 millones de años. Es tan pequeño que aún no ha comenzado a quemar hidrógeno en su núcleo.

Todavía gana masa y se encoge a medida que lo hace porque la gravedad une a la estrella más estrechamente a medida que crece. Representa alrededor del 60 por ciento de la masa del Sol, pero tiene un radio ligeramente mayor que el del Sol. De hecho, se cree que TW Hydrae se parece mucho al Sol cuando era recién nacido.

Cuando se forman las estrellas, expulsan polvo y gas del espacio que las rodea. Este material está dispuesto en un disco que orbita la estrella, alimentándose de ella desde el borde interior. De este disco nacen los planetas. Pedazos de material se agrupan, formando grupos cada vez más grandes que chocan entre sí para formar planetas.

Nacidos de un disco más o menos plano, estos planetas orbitan la estrella en un plano más o menos plano alrededor de la estrella una vez que todo está completamente formado.

TW Hydrae está orientado de tal manera que podemos ver este disco protoplanetario de frente. Y debido a que está a solo unos 200 años luz de distancia, tenemos asientos de primera fila en un sitio de construcción planetaria que se parece mucho a nuestro sistema doméstico, lo que podría ofrecer información sobre cómo surgió el sistema solar.

De vuelta en 2017Los astrónomos que analizaron las imágenes del Hubble detectaron una sombra que barría el disco de TW Hydrae, completando una rotación en el sentido de las agujas del reloj cada 16 años. En ese momento, pensaron que la sombra podría ser evidencia de un pequeño planeta invisible que recolecta material en el disco y hace que partes del disco giren en planos ligeramente diferentes.

En 2021, los astrónomos devolverán el Hubble a TW Hydrae para realizar más observaciones. Y aquí es donde las cosas se pusieron un poco complicadas.

«Descubrimos que Shadow hizo algo completamente diferente», dice Debs.

«Cuando miré los datos por primera vez, pensé que algo había salido mal con la observación porque no era lo que esperaba. Estaba confundido al principio, y todos mis colaboradores decían: ¿Qué está pasando? Realmente tuvimos que rascar nuestras cabezas, y nos tomó un tiempo». Para realmente ver una explicación».

El equipo ideó algunas posibles soluciones y realizó un modelado extenso para ver si podían descubrir qué causó el extraño cambio de sombra. Los resultados muestran que la explicación más probable no es solo uno, sino dos discos oscilantes que proyectan una sombra sobre el tercer disco exterior, lo que sugiere la presencia de un segundo planeta menor.

«Los dos planetas deben estar bastante cerca el uno del otro», Deb explica. «Si uno se movía más rápido que el otro, esto se habría notado en observaciones anteriores. Es como dos autos de carrera juntos, pero uno adelanta lentamente al otro y lo rodea».

Los datos indican que el primer disco tiene entre 5 y 6 AU de TW Hydrae, y el segundo tiene entre 6 y 7 AU. Júpiter, por ejemplo, gira alrededor del Sol a una distancia de 5,2 unidades astronómicas, y esto es totalmente coherente con la estructura del sistema solar.

A medida que giran, sus interacciones gravitatorias hacen que los discos se inclinen ligeramente entre sí, creando sombras que suavizan los afluentes del disco más lejos de la estrella. Las profundidades de las sombras indican inclinaciones orbitales de 5 a 7 grados con respecto al disco exterior.

Esto también corresponde al sistema solar. Aunque los planetas aquí están en su mayoría agrupados alrededor de un plano plano, son inclinaciones tropicales Difieren hasta en 7 grados (y esto es Mercurio), o 17 si cuentas a Plutón. Esto significa que TW Hydrae podría ofrecernos una ventana a cómo surgieron las inclinaciones orbitales del sistema solar.

No hay duda de que las futuras observaciones de esta notable estrella y su pequeño sistema planetario están sobre el papel. Quizás con herramientas más poderosas, podríamos encontrar más mundos recién formados.

Investigación publicada en Diario astrofísico.