Los astrónomos anunciaron el 10 de enero que tienen una ventaja en el caso de los discos faltantes. El informe fue presentado por un estudiante graduado de la UCLA y Ph.D. candidato Peter Plavchan; su consejero, Michael Jura; y Sarah Lipscy, ahora en Ball Aerospace, a la reunión de la American Astronomical Society en San Diego. Este cable puede explicar la evidencia faltante de enanas rojas que forman sistemas planetarios.
La evidencia
Las enanas rojas (o enanas M) son estrellas como nuestro Sol en muchos aspectos, pero más pequeñas, menos masivas y más débiles. Aproximadamente el 70 por ciento de todas las estrellas en nuestra galaxia son enanas rojas.
"Nos gustaría entender si estas estrellas forman planetas, como lo hacen las otras estrellas en nuestra galaxia", dijo Plavchan, quien dirige esta investigación de investigación.
Se sabe que aproximadamente la mitad de todas las estrellas recién nacidas poseen los materiales para hacer planetas. Cuando nacen las estrellas, los materiales sobrantes forman lo que los astrónomos llaman un disco primordial que rodea la estrella. A partir de este disco primordial, compuesto de gas y pequeños granos de material sólido que los astrónomos llaman "polvo", los planetas pueden comenzar a crecer. A medida que estos "planetesimales" crecen acumulando material cercano en el disco primordial, también chocan entre sí. Estas colisiones son frecuentes y violentas, produciendo más polvo formando un nuevo disco de escombros después de que la estrella tenga entre 5 y 10 millones de años. En nuestro propio sistema solar, ¿vemos evidencia en todas partes de estas colisiones violentas que tuvieron lugar hace más de 4 mil millones de años? como los cráteres en la luna.
El disco de escombros de "polvo" sobrante de estas antiguas colisiones en nuestro propio sistema solar se ha disipado desde hace mucho tiempo. Sin embargo, los astrónomos han descubierto muchas estrellas jóvenes en la parte local de nuestra galaxia donde aún se pueden ver estos discos de escombros. Estas estrellas están atrapadas en el acto de formar planetas y son de gran interés para los astrónomos que desean comprender cómo funciona este proceso. Sin embargo, curiosamente, solo dos de estas estrellas con discos de escombros eran enanas rojas: AU Microscopium (AU Mic) y GJ 182, ubicadas a 32,4 años luz y aproximadamente a 85 años luz de la Tierra, respectivamente.
A pesar de que las enanas rojas tienen una mayoría sólida entre los diferentes tipos de estrellas en nuestra galaxia, solo se han encontrado dos con evidencia de discos de escombros. Si la mitad de todas las enanas rojas comenzaron con el material para formar planetas, ¿qué pasó con el resto de ellas? ¿A dónde se fue el material y el polvo que rodea a estas estrellas? Factores como las edades, los tamaños más pequeños y el desmayo de las enanas rojas no explican completamente estos discos faltantes.
La investigación
En diciembre de 2002 y abril de 2003, Plavchan, Jura y Lipscy observaron una muestra de nueve enanas rojas cercanas con el Espectrómetro de longitud de onda larga, una cámara infrarroja en el telescopio de 10 metros en el Observatorio Keck en Mauna Kea, Hawai. Estas nueve estrellas están ubicadas dentro de los 100 años luz de la Tierra y se cree que potencialmente poseen discos de escombros. Sin embargo, ninguno mostró evidencia de la presencia de polvo cálido producido por las colisiones de planetas en formación.
Respaldados por las investigaciones anteriores que también surgieron con las manos vacías, los investigadores consideraron qué diferencia a las enanas rojas de otras estrellas más grandes y brillantes que se han encontrado con discos de escombros.
"Tenemos que considerar cómo se elimina el polvo de estas enanas rojas jóvenes y hacia dónde va", dijo Jura, asesor de tesis de Plavchan.
¿En otras estrellas jóvenes más masivas? ¿Tipos A, F y G? el polvo se elimina principalmente por arrastre de Poynting-Robertson, reventones radiativos y colisiones.
"Estos dos primeros procesos son simplemente ineficaces para las enanas rojas, por lo que debe estar sucediendo algo más para explicar la desaparición de los discos de escombros", dijo Plavchan.
Bajo el arrastre de Poynting-Robertson, una consecuencia de la relatividad especial, el polvo gira lentamente en espiral hacia la estrella hasta que se calienta y se sublima.
El nuevo plomo en el caso
Plavchan, Jura y Lipscy han descubierto que existe otro proceso similar al arrastre de Poynting-Robertson que potencialmente puede resolver el caso de los discos de escombros enanos rojos que faltan: arrastre de viento estelar.
¿Estrellas como nuestro Sol y enanas rojas poseen un viento estelar? protones y otras partículas que son impulsadas por los campos magnéticos en las capas externas de una estrella a velocidades superiores a unos cientos de millas por segundo y expulsadas al espacio. En nuestro propio sistema solar, el viento solar es responsable de dar forma a las colas de los cometas y producir las auroras boreales en la Tierra.
Este viento estelar también puede producir un arrastre en los granos de polvo que rodean a una estrella. Los astrónomos saben desde hace tiempo sobre esta fuerza de arrastre, pero es menos importante que el arrastre de Poynting-Robertson para nuestro propio Sol. Las enanas rojas, sin embargo, experimentan tormentas magnéticas más fuertes y, en consecuencia, tienen vientos estelares más fuertes. Además, los datos de rayos X muestran que los vientos enanos rojos son aún más fuertes cuando las estrellas son muy jóvenes y se están formando planetas.
"La resistencia al viento estelar puede" borrar "la evidencia de la formación de planetas alrededor de enanas rojas al eliminar el polvo que se produce en las colisiones que están teniendo lugar. Sin la resistencia del viento estelar, el disco de escombros aún estaría allí y podríamos verlo con la tecnología actual ”, dijo Plavchan.
Esta investigación potencialmente resuelve el caso de los discos faltantes, pero se necesita más trabajo. Los astrónomos saben poco sobre la fuerza de los vientos estelares alrededor de estrellas jóvenes y enanas rojas. Si bien las observaciones adicionales de las enanas rojas por parte del Spitzer Infrared Telescope Facility han respaldado esta investigación, este caso no se cerrará hasta que podamos medir directamente la fuerza de los vientos estelares alrededor de las enanas rojas jóvenes.
Esta investigación se ha enviado a The Astrophysical Journal para su publicación y está respaldada por fondos de la NASA.
Fuente original: Comunicado de prensa de UCLA
