miércoles, 1 de febrero de 2017

El Hubble captura "el juego de sombras" causado por un posible planeta

Crédito: NASA, ESA y J. Debes (STScI)

Un "juego de sombras" causado por un posible planeta. Un equipo de astrónomos liderado por John Debes del Space Telescope Science Institute (Baltimore, Maryland) indica que este escenario es la explicación más plausible para para la sombra que observaron en el sistema estelar TW Hydrae, situado a 192 años luz en la constelación de Hydra. El equipo de Debes descubrió el fenómeno mientras analizaban 18 años del archivo de observaciones del Telescopio Espacial Hubble de la NASA.

Según indica Debes, "Esta es el primer disco del cual tenemos tantas imágenes para un periodo tan largo de tiempo, y nos ha permitido observar este interesante efecto. Nos da la esperanza de que fenómeno de sombra pueda ser común en sistemas estelares jóvenes".

La primera conclusión de Debes al fenómeno fue que era un brillo en el disco que cambia de posición. Astrónomos usando el espectrógrafo del Telescopio Espacial Hubble (STIS) observaron esta asimetría en el brillo por primera vez en 2005. Pero únicamente tenían un conjunto de observaciones y no pudieron hacer una determinación definitiva sobre la naturaleza de este detalle misterioso.

Este diagrama revela la estructura propuesta de disco de gas y polvo que rodea la estrella TW Hydrae. Crédito: NASA, ESA y A. Feild (STScI)

Buscando en el archivo, el equipo de Debes juntó seis imágenes de diferentes momentos. Las observaciones fueron tomadas con el STIS y con el Hubble's Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS). 

El STIS está equipado con un coronógrafo que bloquea la luz estelar, permitiendo al Hubble ver tan cerca de la estrella como lo está Saturno de nuestro Sol. Al paso del tiempo, la estructura parecía moverse alrededor del disco, hasta que en 2016, estaba en la misma posición que en las imágenes tomadas en el año 2000.

Este periodo de 16 años inquietó a Debes. Originalmente pensó que el detalle era parte del disco, pero el corto periodo indicaba que el detalle se movía demasiado rápido para está físicamente en el disco. Bajo las leyes de la gravedad el disco rota a velocidades muy bajas. Las partes más externas del disco de TW Hydrae podrían necesitar siglos para completar una rotación.

Debes concluyó que lo que estaba causando la sombra debía ser algo dentro del disco, tan cercano a la estrella que no puede ser fotografiado por el Hubble u otro telescopio que exista en la actualidad.

La forma más probable para crear una sombra es tener un disco interior que está inclinado en relación al disco exterior. Observaciones submilimétricas de TW Hydrae realizada por ALMA (Atacama Large Millimeter Array) sugirieron una posible deformación en el disco interior.

Pero ¿qué causa que se deforme el disco? Para Debes "El escenario más plausible es la influencia gravitacional de un planeta aún sin observar, el cual está empujando material hacia fuera del plano del disco y retorciendo el disco interior. El disco desalineado está dentro de la órbita del planeta".

En base al relativamente corto periodo de 16 años de la sombra, se estima que el planeta estará a unos 160 millones de kilómetros de la estrella -una distancia muy similar a la que separa el Sol de la Tierra-. el planeta podría tener un tamaño similar a Júpiter, de modo que tuviera suficiente gravedad para empujar el material fuera del plano del disco principal. El tirón gravitacional del planeta causaría que disco se tambalease alrededor de la estrella, dando a la sombra su periodo rotacional de 16 años.

Observaciones recientes de TW Hydrae realizadas por ALMA añaden crédito a la presencia de un planeta. ALMA ha revelado un hueco en el disco a unos 150 millones de kilómetros de TW Hydrae. Un hueco es significativo, pues podría ser la firma de un planeta aún sin observar que está creando un camino dentro del disco.

Este nuevo estudio del Hubble, sin embargo, ofrece una vía única para la búsqueda de planetas ocultos en la parte interna del disco y es una forma de ver que está ocurriendo muy cerca de la estrella, la cual no es observable mediante imagen directa con los telescopios actuales. Debes indica que "Lo que es sorprendente es que podemos aprender algo sobre la parte no observada del disco estudiando la región externa del disco y midiendo el movimiento, localización y comportamiento de una sombra. Este estudio nos muestra que incluso estos grandes discos, cuyas regiones internas son inobservables, son dinámicos, o que cambian en formas detectables que no podíamos imaginar".



2 comentarios:

  1. Hola, gracias por el artículo, me parece tremendamente interesante porque creo podría suponer una nueva técnica de detección de exoplanetas, pero no termino de entender a que se refieren con "el disco". ¿Hablan del disco de la estrella (digamos el que sería al disco solar)?, ¿se refieren a un disco protoplanetario aparte del posible planeta?.

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    1. Hola!

      Creo que ya te contesté en facebook, pero vuelvo a reflejar aquí también la información que te di. Al final, al observar los discos protoplanetarios que en extensión ocupan mucho más que un planeta, podemos llegar a percibir variaciones. Y estos cambios podrían estar provocados por planetas, así como en los anillos de Saturno están provocados por sus lunas. El disco, se refiere al disco protoplanetarios, el disco de escombros que orbita alrededor de una estrella y a partir del cual se forman los planetas.

      Un saludo!

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