Descubierta una joven estrella formándose como un planeta

Impresión artística del disco de polvo y gas que rodea a la protoestrella masiva MM 1a, con su compañero MM 1b formándose en las regiones exteriores. Crédito: J. D. Ilee / Universidad de Leeds

Los astrónomos han capturado una de las vistas más detalladas de una estrella joven tomada hasta la fecha, y revelaron un compañero inesperado en órbita alrededor de ella. 

Mientras observaban a la joven estrella, los astrónomos dirigidos por el Dr. John Ilee de la Universidad de Leeds descubrieron que no era en realidad una estrella, sino dos. 

El objeto principal, denominado MM 1a, es una joven estrella masiva rodeada por un disco giratorio de gas y polvo que fue el foco de la investigación original de los científicos. 

Se detectó un objeto tenue, MM 1b, justo más allá del disco en órbita alrededor de MM 1a. El equipo cree que este es uno de los primeros ejemplos de un disco "fragmentado" que se detecta alrededor de una estrella joven masiva. 

"Las estrellas se forman dentro de grandes nubes de gas y polvo en el espacio interestelar", dijo el Dr. Ilee, de la Escuela de Física y Astronomía de Leeds. 

"Cuando estas nubes colapsan bajo la gravedad, comienzan a girar más rápido, formando un disco a su alrededor. En estrellas de poca masa como nuestro Sol, es en estos discos donde pueden formarse los planetas". 

"En este caso, la estrella y el disco que hemos observado son tan masivos que, en lugar de ser testigos de la formación de un planeta en el disco, estamos viendo nacer otra estrella". 

Al medir la cantidad de radiación emitida por el polvo y los cambios sutiles en la frecuencia de la luz emitida por el gas, los investigadores pudieron calcular la masa de MM 1a y MM 1b. 

La observación de la emisión de polvo (verde) y el gas frío alrededor de MM1a (rojo es gas retrocediendo, azul se acerca gas), lo que indica que la cavidad de salida gira en el mismo sentido que el disco de acreción central. MM1b se ve orbitando en la parte inferior izquierda. Crédito: J. D. Ilee / Universidad de Leeds

Su trabajo, publicado en la revista Astrophysical Journal Letters, encontró que el MM 1a pesa 40 veces la masa de nuestro Sol. Se calculó que la estrella más pequeña en órbita MM 1b pesaba menos de la mitad de la masa de nuestro Sol. 

"Muchas estrellas masivas más antiguas se encuentran con compañeros cercanos", agregó el Dr. Ilee. "Pero las estrellas binarias a menudo son muy iguales en masa, y es muy probable que se formen juntas como hermanos. Encontrar un sistema binario joven con una relación de masa de 80: 1 es muy inusual, y sugiere un proceso de formación completamente diferente para ambos objetos". 

El proceso de formación preferido para MM 1b se produce en las regiones externas de discos fríos y masivos. Estos discos "gravitacionalmente inestables" son incapaces de sostenerse contra la fuerza de su propia gravedad, colapsando en uno o más fragmentos. 

El Dr. Duncan Forgan, coautor del Centro para la Ciencia de Exoplanetas en la Universidad de St Andrews, agregó: "He pasado la mayor parte de mi carrera simulando este proceso para formar planetas gigantes alrededor de estrellas como nuestro Sol. Para verlo en realidad formando algo tan grande como una estrella es realmente emocionante". 

Los investigadores señalan que la joven estrella MM 1b recién descubierta también podría estar rodeada por su propio disco circunstalelar, que podría tener el potencial de formar planetas propios, pero tendrá que ser rápido. 

El Dr. Ilee agregó: "Las estrellas tan masivas como MM 1a solo viven alrededor de un millón de años antes de explotar como supernovas poderosas, por lo que si bien MM 1b tiene el potencial de formar su propio sistema planetario en el futuro, no estará disponible por mucho tiempo." 

Observación de la emisión de polvo (verde) y del gas caliente que gira en el disco alrededor de MM 1a (el rojo es el gas que retrocede, el azul se acerca al gas). MM 1b se ve en la parte inferior izquierda. Crédito: J. D. Ilee / Universidad de Leeds

Los astrónomos hicieron este sorprendente descubrimiento mediante el uso de un nuevo y único instrumento situado en lo alto del desierto chileno: el Gran Conjunto Milimétrico / submilimétrico de Atacama (ALMA). 

Usando los 66 platos individuales de ALMA juntos en un proceso llamado interferometría, los astrónomos pudieron simular la potencia de un solo telescopio de casi 4 km de ancho, lo que les permitió visualizar el material que rodeaba a las estrellas jóvenes por primera vez. 

Se le ha otorgado al equipo tiempo de observación adicional con ALMA para caracterizar aún más estos emocionantes sistemas estelares en 2019. Las próximas observaciones simularán un telescopio de 16 km de ancho, comparable al área dentro de la carretera de circunvalación que rodea a Leeds. 

Más información: 

El artículo: G11.92-0.61 MM1: un disco Keplerian fragmentado que rodea una estrella Proto-O se publica en Astrophysical Journal Letters, 14 de diciembre de 2018. doi.org/10.3847/2041-8213/aaeffc , arxiv.org/pdf/1811.05267.pdf

Fuente: Universidad de Leeds,