Científicos descubren una nueva etapa en la evolución de los sistemas solares jóvenes

A principios de 2017, la profesora auxiliar Yoko Oya le dio a la estudiante graduada Yuki Okoda algunos datos complejos recientes sobre una estrella cercana con la que podría comenzar su doctorado. Poco se dio cuenta de que lo que encontraría podría desbloquear no solo los secretos de cómo se forman los planetas, sino posiblemente su carrera como astrónomo profesional.

La estrella en cuestión (solo conocida por su número de catálogo IRAS 15398-3359) es pequeña, joven y relativamente fría para una estrella. Su diminuto tamaño significa que la tenue luz que brilla ni siquiera puede alcanzarnos a través de una nube de gas y polvo que la rodea. Pero esto no impide que las mentes inquisitivas exploren lo desconocido.

En 2013, Oya y sus colaboradores utilizaron el Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array ( ALMA ) en Chile para observar la estrella en longitudes de onda submilimétricas, ya que ese tipo de luz puede penetrar en la nube de polvo. Como referencia, la luz roja es de alrededor de 700 nanómetros. Un análisis minucioso reveló algunas estructuras nebulosas interesantes, a pesar de que las imágenes que trabajaron eran difíciles de comprender.

"El mayor desafío académico al que me he enfrentado fue tratar de dar sentido a las imágenes granuladas. Es extremadamente difícil saber exactamente lo que realmente estás mirando ", dice Okoda. "Pero me sentí obligada a explorar la naturaleza de las estructuras que el Dr. Oya había visto con ALMA, así que se me ocurrió un modelo para explicarlas". El modelo que produjo sorprendió a Okoda y sus colegas, pero se ajustaba a los datos perfectamente Describe un disco denso de material que consiste en gas y polvo de la nube que rodea la estrella. Esto nunca antes se había visto alrededor de una estrella tan joven.

El disco es un precursor de un disco protoplanetario, que es mucho más denso y eventualmente se convierte en un sistema planetario en órbita alrededor de una estrella.

"No podemos decir con certeza que este disco en particular se fusionará con un nuevo sistema planetario", explica Oya. "La nube de polvo puede ser empujada por los vientos estelares o puede caer en la estrella misma, alimentándola en el proceso. Lo que es emocionante es lo rápido que esto puede pasar ".

La estrella es pequeña, alrededor del 0,7 por ciento de la masa de nuestro sol, en base a las observaciones de la masa de la nube circundante. Podría crecer hasta un 20 por ciento en solo unas pocas decenas de miles de años, un abrir y cerrar de ojos en la escala cósmica.

"Espero que nuestras observaciones y modelos mejoren el conocimiento de cómo se forman los sistemas solares", dice Okoda. "Mis intereses de investigación involucran objetos protostellares jóvenes, y la implicación de que los discos protoplanetarios podrían formarse antes de lo esperado realmente me emociona".

Okoda comenzó este proyecto hace un año y medio para perfeccionar sus habilidades como astrónoma, pero como reflejo de la joven estrella que observó, la práctica evolucionó rápidamente y se convirtió en un proyecto de investigación completo, que con suerte le otorgará un doctorado. de la Universidad de Tokio.

Las observaciones y el modelo resultante solo fueron posibles gracias a los avances en radioastronomía con observatorios como ALMA. El equipo tuvo la suerte de que el plano del disco esté nivelado con nuestro propio sistema solar, ya que esto significa que la luz estelar que ALMA ve pasa a través de suficiente gas y polvo para divulgar sus características importantes.

"También tuvimos la suerte de tener tiempo con ALMA para llevar a cabo nuestras observaciones. Solo cerca del 20 por ciento de las aplicaciones se llevan a cabo ", explica Oya. "Con instrumentos astronómicos altamente especializados, hay mucha competencia por el tiempo. Mi esperanza es que nuestro éxito inspire a una nueva generación de astrónomos en Japón para alcanzar las estrellas ".

Publicación: (En prensa) Yuki Okoda, Yoko Oya, Nami Sakai, Yoshimasa Watanabe, Jes K. Jørgensen, Ewine F. Van Dishoeck y Satoshi Yamamoto, "La co-evolución de los discos y las estrellas en etapas incrustadas: el caso del Protostar de muy baja masa IRAS 15398-3359, " Astrophysical Journal Letters"

Fuente: Universidad de Tokyo,