Los astrónomos observan tres anillos de hierro en un disco de formación de planetas
Por: Max Planck Society.
08 de enero de 2024
Las observaciones con el interferómetro del Very Large Telescope (VLTI) del Observatorio Europeo Austral (ESO) encontraron varios compuestos de silicato y potencialmente hierro, sustancias que también encontramos en grandes cantidades en los planetas rocosos del sistema solar. Crédito de la imagen: Jenry.
El origen de la Tierra y del Sistema Solar inspira tanto a los científicos como al público en general. Al estudiar el estado actual de nuestro planeta y de otros objetos del Sistema Solar, los investigadores han desarrollado una imagen detallada de las condiciones cuando evolucionaron a partir de un disco hecho de polvo y gas que rodeaba al Sol naciente hace unos 4.500 millones de años. Con los impresionantes avances realizados en la investigación de la formación de estrellas y planetas dirigidos a objetos celestes lejanos, ahora podemos investigar las condiciones en los entornos alrededor de estrellas jóvenes y compararlas con las derivadas del Sistema Solar primitivo.
Utilizando el interferómetro del Very Large Telescope (VLTI) del Observatorio Europeo Austral (ESO), un equipo internacional de investigadores dirigido por József Varga del Observatorio Konkoly en Budapest, Hungría, hizo precisamente eso. Observaron el disco de formación de planetas de la joven estrella HD 144432, a unos 500 años luz de distancia. "Al estudiar la distribución del polvo en la región más interna del disco, detectamos por primera vez una estructura compleja en la que el polvo se acumula en tres anillos concéntricos en un entorno de este tipo", afirma Roy van Boekel, quien se desempeña como científico del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) en Heidelberg, Alemania, y es coautor del artículo de investigación subyacente que aparecerá en la revista Astronomy & Astrophysics.
Hasta ahora, los astrónomos han encontrado tales configuraciones predominantemente en escalas más grandes, correspondientes a los reinos más allá de donde Saturno gira alrededor del Sol. Los sistemas de anillos en los discos alrededor de estrellas jóvenes generalmente apuntan a la formación de planetas dentro de los espacios a medida que acumulan polvo y gas en su camino. Sin embargo, HD 144432 es el primer ejemplo de un sistema de anillos tan complejo tan cerca de su estrella anfitriona. Ocurre en una zona rica en polvo, la piedra angular de planetas rocosos como la Tierra. Suponiendo que los anillos indican la presencia de dos planetas formándose dentro de los huecos, los astrónomos estimaron que sus masas se parecían aproximadamente a las de Júpiter.
Los astrónomos determinaron la composición del polvo a lo largo del disco hasta una separación de la estrella central que corresponde a la distancia de Júpiter al Sol. Lo que encontraron es muy familiar para los científicos que estudian la Tierra y los planetas rocosos del Sistema Solar: varios silicatos (compuestos de metal, silicio y oxígeno) y otros minerales presentes en la corteza y el manto de la Tierra, y posiblemente hierro metálico como el que está presente en los núcleos de Mercurio y la Tierra. De confirmarse, este estudio sería el primero en descubrir hierro en un disco de formación de planetas.
"Hasta ahora los astrónomos han explicado las observaciones de discos de polvo con una mezcla de carbono y polvo de silicato, materiales que vemos en casi todas partes del Universo", explica van Boekel. Sin embargo, desde el punto de vista químico, para las zonas internas calientes del disco es más plausible una mezcla de hierro y silicato. De hecho, el modelo químico que Varga, el autor principal del artículo de investigación subyacente, aplicó a los datos arroja resultados que se ajustan mejor al introducir hierro en lugar de carbono.
Además, el polvo observado en el disco HD 144432 puede alcanzar temperaturas de hasta 1800 Kelvin en el borde interior y temperaturas moderadas de hasta 300 Kelvin en el exterior. Los minerales y el hierro se funden y se recondensan, a menudo en forma de cristales, en las regiones calientes cercanas a la estrella. A su vez, los granos de carbono no sobrevivirían al calor y, en cambio, estarían presentes como monóxido de carbono o dióxido de carbono. Sin embargo, el carbono todavía puede ser un componente importante de las partículas sólidas en el frío disco exterior, algo que las observaciones realizadas para este estudio no pueden rastrear.
El polvo rico en hierro y pobre en carbono también encajaría bien con las condiciones del Sistema Solar, Mercurio y la Tierra son planetas ricos en hierro, mientras que la Tierra contiene relativamente poco carbono. "Creemos que el disco HD 144432 puede ser muy similar al sistema solar primitivo que proporcionó mucho hierro a los planetas rocosos que conocemos hoy", dice van Boekel. "Nuestro estudio puede ser otro ejemplo que muestra que la composición de nuestro Sistema Solar puede ser bastante típica".
Fuente:
https://phys.org/news/2024-01-astronomers-iron-planet-disk.html