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Observatorios

Equipo científico en busca de fósiles de formación planetaria revela  inesperadas excentricidades en disco de escombros cercano

14 junio 2022

Primeras imágenes de radio de HD 53143 arrojan nuevas luces sobre el desarrollo inicial de sistemas similares al Sistema Solar

 

Gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un equipo de astrónomos y astrónomas obtuvo la primera imagen de un disco de escombros de la estrella cercana HD 53143 en longitudes de onda milimétricas, y el resultado dista mucho del que se esperaba. Sobre la base de datos coronográficos previos, la comunidad científica esperaba que ALMA confirmara que el disco tenía el aspecto de un anillo visto de frente salpicado de aglomeraciones de polvo. En cambio, el estudio reveló el disco más complejo y excéntrico observado a la fecha. Los resultados de las observaciones se presentaron hoy en una conferencia de prensa durante la asamblea 240 de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS, por su sigla en inglés), celebrada en Pasadena (California, EE. UU.), y se publicarán en la revista The Astrophysical Journal Letters (ApJL).

 

HD 53143 es una estrella de unos 1.000 millones de años, similar al Sol, ubicada a 59,8 años luz de la Tierra, en la constelación Carina, y fue observada por primera vez con la cámara coronográfica avanzada del telescopio espacial Hubble (HST) en 2006. Esta estrella está rodeada por un disco de escombros -un cinturón de cometas que orbitan alrededor de una estrella y, al entrar constantemente en colisión, van desintegrándose y generando polvo y escombros más pequeños- que la comunidad científica creía ser un anillo similar al disco de escombros que rodea nuestro Sol, conocido como Cinturón de Kuiper.

 

Las nuevas observaciones de HD 53143 se llevaron a cabo con los receptores ultrasensibles de Banda 6 de ALMA -un observatorio coadministrado por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO) de la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos (NSF)- y revelaron que el disco de escombros de este sistema estelar en realidad es considerablemente excéntrico. En los discos de escombros con forma de anillo, la estrella suele encontrarse cerca del centro o en pleno centro del disco. En cambio en discos excéntricos con forma elíptica, la estrella se ubica cerca de uno de los focos de la elipsis, lejos del centro. Esto es precisamente lo que sucede en el caso de HD 53143, y que no se había observado en estudios coronográficos anteriores porque los coronógrafos bloquean a propósito la luz de la estrella observada con el fin de permitir una mejor observación de los objetos aledaños. El sistema estelar también podría albergar un segundo disco y al menos un planeta.

 

“Hasta ahora los científicos nunca habían observado un disco de escombros con una estructura tan compleja. Además de ser una elipsis con una estrella cerca de uno de los focos, probablemente también tiene un segundo disco interno desalineado o inclinado con respecto al disco externo”, explica Meredith MacGregor, profesora asistente del Centro de Astrofísica y Astronomía Espacial (CASA) y del Departamento de Ciencias Astrofísicas y Planetarias (APS) de la Universidad de Colorado Boulder, y autora principal del estudio. “Para que se genere esta estructura tiene que haber un planeta o más cuya fuerza gravitacional está perturbando el material del disco”.

 

Según MacGregor, HD 53143 es el disco de escombros más excéntrico observado hasta ahora, al presentar el doble de excentricidad que el disco de escombros de Fomalhaut, cuya imagen completa en longitudes de onda milimétricas fue obtenida por MacGregor usando ALMA en 2017. “Hasta ahora no hemos encontrado muchos discos con un nivel significativo de excentricidad. Por lo general, no esperamos que los discos sean demasiado excéntricos a menos que algo, como un planeta, los esté esculpiendo y obligando a adoptar esa forma. Sin esa fuerza, las órbitas suelen ser circulares, como las que vemos en nuestro Sistema Solar”.

 

MacGregor hace hincapié en que los discos de escombros no son simples aglomeraciones de polvo y rocas dispersas por el espacio, sino registros históricos de procesos de formación planetaria que muestran cómo los sistemas planetarios evolucionan con el tiempo y proporcionan pistas sobre su futuro. “No se puede estudiar la formación de la Tierra y del Sistema Solar directamente, pero se pueden estudiar otros sistemas de aspecto similar más jóvenes que el nuestro. Es un poco como mirar hacia el pasado”, explica. “Los discos de escombros son registros fosilizados de procesos de formación planetaria, y los resultados de este nuevo estudio confirman que hay mucho más por aprender sobre estos sistemas. Dicho conocimiento podría ayudarnos a entender mejor las complejas dinámicas de los sistemas estelares similares a nuestro Sistema Solar”.

 

 

Información adicional sobre el NRAO

 

El Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos (NRAO) pertenece a la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos (NSF) y es operado por Associated Universities Inc. (AUI) en virtud de un acuerdo de cooperación.

 

Información adicional sobre el ALMA

 

El observatorio astronómico internacional Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

 

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

 

Contacto:

 

Amy C. Oliver

Public Information Officer, ALMA

Public Information & News Manager, NRAO

+1 434 242 9584

aoliver@nrao.edu

 

Primera imagen de HD 53143 en longitudes de onda milimétricas revelan una clara excentricidad.

Al observar por primera vez en longitudes de onda milimétricas el objeto HD 53143 -una estrella similar al Sol de unos 1.000 millones de años de edad-, un equipo de investigación descubrió que el disco de escombros de la estrella es altamente excéntrico. A diferencia de un típico disco de escombros con forma de anillo, donde la estrella se encuentra en el centro del disco, en el caso de HD 53143 la estrella está ubicada en uno de los focos de un disco con forma elíptica. En esta imagen, corresponde al punto sin resolver situado abajo y a la izquierda del centro. El equipo científico cree que el segundo punto sin resolver ubicado en la parte norte de la imagen es un planeta que incide en la forma del disco de escombros y lo perturba.
Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. MacGregor (U. Colorado Boulder); S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF) AUI NRAO Chile

 

Representación artística del disco de escombros excéntrico de HD 53143

 

Representación artística de HD 53143, una estrella similar al Sol de unos 1.000 millones de años de edad, y su disco de escombros altamente excéntrico. Cerca del foco sur del disco de escombros elíptico se aprecia la estrella y un disco interno. En el norte se ve un planeta, que el equipo científico cree ser responsable de la forma elíptica del disco debido a su fuerza gravitacional. Los discos de escombros son fósiles de los procesos de formación planetaria. Al no poder estudiar directamente el disco de nuestro Sistema Solar, conocido como Cinturón de Kuiper, la comunidad científica se basa en discos similares situados más lejos.
Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); M. Weiss (NRAO/AUI/NSF) AUI NRAO Chile

 

HD 53143 en la constelación Carina

HD 53143 se encuentra en la constelación Carina, a unos 59,8 años luz de la Tierra.
Créditos: IAU/Sky & Telescope AUI NRAO Chile

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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[Título]

Un misterio resuelto en longitudes de onda múltiples

 

[Archivo]

nrao22ao09_MacGregor_HD51343_HST_ALMA.jpg

 

 

Imagen compuesta del sistema estelar HD 53143. Los datos recabados por el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), mostrados en naranja y rojo, revelaron por primera vez un disco de escombros excéntrico con forma elíptica orbitando alrededor de HD 53143. El punto sin resolver cerca del foco sur del disco corresponde a la estrella, mientras que un segundo punto sin resolver hacia el norte indica la posible presencia de un planeta. En azul y blanco se muestran los datos ópticos de la cámara coronográfica avanzada del telescopio espacial Hubble. Una máscara coronográfica bloquea la luz para permitir al equipo de investigación ver lo que sucede alrededor de HD 53143.

 

Créditos: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO), M. MacGregor (U. Colorado Boulder); NASA/ESA Hubble, P. Kalas (UC Berkeley); S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)