El VLT muestra un disco formador de planetas desgarrado por sus tres estrellas centrales
Un equipo de astrónomos ha identificado la primera evidencia directa de que grupos de estrellas pueden romper su disco formador de planetas, dejándolo deformado y con anillos inclinados. Esta nueva investigación sugiere que los planetas exóticos, al igual que Tatooine en Star Wars, pueden formarse en anillos inclinados en discos doblados alrededor de múltiples estrellas. Los resultados fueron posibles gracias a las observaciones con el Very Large Telescope del European Southern Observatory (VLT de ESO) y el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA).
Credito: ESO / L. Calçada, Exeter / Kraus et al.
Nuestro Sistema Solar es notablemente plano, con todos los planetas orbitando en el mismo plano. Pero este no es siempre el caso, especialmente para los discos de formación de planetas alrededor de múltiples estrellas, como el objeto del nuevo estudio: GW Orionis. Este sistema, ubicado a poco más de 1300 años luz de distancia en la constelación de Orión, tiene tres estrellas y un disco deformado y roto que las rodea.
” Nuestras imágenes revelan un caso extremo en el que el disco no es plano en absoluto, sino que está deformado y tiene un anillo desalineado que se ha desprendido del disco “.
dice Stefan Kraus, profesor de astrofísica en la Universidad de Exeter en el Reino Unido que Lideró la investigación.
El anillo desalineado se encuentra en la parte interior del disco, cerca de las tres estrellas. La nueva investigación también revela que este anillo interior contiene 30 masas terrestres de polvo, que podrían ser suficientes para formar planetas.
” Cualquier planeta formado dentro del anillo desalineado orbitará la estrella en órbitas muy oblicuas y predecimos que muchos planetas en órbitas oblicuas de amplia separación serán descubiertos en futuras campañas de imágenes de planetas, por ejemplo con el ELT “.
dice el miembro del equipo Alexander Kreplin. de la Universidad de Exeter, en referencia al Extremely Large Telescope de ESO, que está previsto que comience a funcionar a finales de esta década.
Dado que más de la mitad de las estrellas en el cielo nacen con uno o más compañeros, esto plantea una perspectiva emocionante: podría haber una población desconocida de exoplanetas que orbitan sus estrellas en órbitas muy inclinadas y distantes.
Para llegar a estas conclusiones, el equipo observó a GW Orionis durante más de 11 años. A partir de 2008, utilizaron los instrumentos AMBER y luego GRAVITY en el interferómetro VLT de ESO en Chile, que combina la luz de diferentes telescopios VLT, para estudiar la danza gravitacional de las tres estrellas en el sistema y mapear sus órbitas.
“ Descubrimos que las tres estrellas no orbitan en el mismo plano, pero sus órbitas están desalineadas entre sí y con respecto al disco ” ,
dice Alison Young de las Universidades de Exeter y Leicester y miembro del equipo.
También observaron el sistema con el instrumento SPHERE en el VLT de ESO y con ALMA , en el que ESO es socio, y pudieron obtener imágenes del anillo interior y confirmar su desalineación. SPHERE de ESO también les permitió ver, por primera vez, la sombra que este anillo arroja sobre el resto del disco. Esto les ayudó a descubrir la forma 3D del anillo y el disco en general.
El equipo internacional, que incluye investigadores del Reino Unido, Bélgica, Chile, Francia y los Estados Unidos, luego combinó sus exhaustivas observaciones con simulaciones por computadora para comprender qué había sucedido con el sistema. Por primera vez, pudieron vincular claramente las desalineaciones observadas con el teórico “efecto de desgarro del disco”, que sugiere que la atracción gravitacional conflictiva de las estrellas en diferentes planos puede deformar y romper sus discos.
Sus simulaciones mostraron que la desalineación en las órbitas de las tres estrellas podría hacer que el disco que las rodea se rompa en anillos distintos, que es exactamente lo que ven en sus observaciones. La forma observada del anillo interior también coincide con las predicciones de simulaciones numéricas sobre cómo se rompería el disco.
Curiosamente, otro equipo que estudió el mismo sistema con ALMA cree que se necesita otro ingrediente para comprender el sistema.
” Creemos que la presencia de un planeta entre estos anillos es necesaria para explicar por qué el disco se rompió “.
Dice Jiaqing Bi de la Universidad de Victoria en Canadá, quien dirigió un estudio de GW Orionis.
Su equipo identificó tres anillos de polvo en las observaciones de ALMA, siendo el anillo más externo el más grande jamás observado en discos de formación de planetas.
Las observaciones futuras con el ELT de ESO y otros telescopios pueden ayudar a los astrónomos a desentrañar completamente la naturaleza de GW Orionis y revelar la formación de planetas jóvenes alrededor de sus tres estrellas.
El estudio fue publicado en la revista Science .