Un equipo internacional de astrónomos que usa el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA ha realizado la primera imagen completa de longitud de onda milimétrica del anillo de escombros polvorientos que rodea a la joven estrella Fomalhaut. Esta banda notablemente bien definida de escombros y gas esprobablemente el resultado de los exocomets chocando cerca de los bordes exteriores de un sistema planetario a 25 años luz de la Tierra.
Las observaciones anteriores de ALMA de Fomalhaut, tomadas en 2012 cuando el telescopio todavía estaba en construcción, revelaron solo aproximadamente la mitad del disco de escombros. Aunque esta primera imagen fue simplemente una prueba de las capacidades iniciales de ALMA, sin embargo proporcionó pistas tentadoras sobrela naturaleza y el posible origen del disco.
Las nuevas observaciones de ALMA ofrecen una vista asombrosamente completa de esta brillante banda de escombros y también sugieren que hay similitudes químicas entre su contenido helado y los cometas en nuestro propio sistema solar.
"ALMA nos ha dado esta imagen asombrosamente clara de un disco de escombros completamente formado", dijo Meredith MacGregor, astrónoma del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Cambridge, Massachusetts, y autora principal en uno de los dos documentos aceptados para publicaciónen el Revista astrofísica describiendo estas observaciones. "Finalmente podemos ver la forma bien definida del disco, que puede decirnos mucho sobre el sistema planetario subyacente responsable de su aspecto altamente distintivo".
Fomalhaut es un sistema estelar relativamente cercano y uno de los aproximadamente 20 en los que los planetas han sido fotografiados directamente. El sistema completo tiene aproximadamente 440 millones de años, o aproximadamente una décima parte de la edad de nuestro sistema solar.
Como se revela en la nueva imagen de ALMA, se formó una banda brillante de polvo helado de aproximadamente 2 mil millones de kilómetros de ancho aproximadamente a 20 mil millones de kilómetros de la estrella.
Los discos de escombros son características comunes alrededor de estrellas jóvenes y representan un período muy dinámico y caótico en la historia de un sistema solar. Los astrónomos creen que están formados por las continuas colisiones de cometas y otros planetesimales en los confines de un sistema planetario recientemente formadoLos restos de estas colisiones absorben la luz de su estrella central y irradian esa energía como un tenue resplandor de longitud de onda milimétrica que puede estudiarse con ALMA.
Utilizando los nuevos datos de ALMA y el modelado detallado por computadora, los investigadores pudieron calcular la ubicación precisa, el ancho y la geometría del disco. Estos parámetros confirman que un anillo tan estrecho probablemente se produce a través de la influencia gravitacional de los planetas en el sistema, señaló MacGregor.
Las nuevas observaciones de ALMA también son las primeras en mostrar definitivamente el "resplandor apocenter", un fenómeno predicho en un artículo de 2016 por Margaret Pan, científica del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, quien también es coautora del nuevoPapeles ALMA. Al igual que todos los objetos con órbitas alargadas, el material polvoriento en el disco Fomalhaut viaja más lentamente cuando está más alejado de la estrella. A medida que el polvo disminuye, se acumula, formando concentraciones más densas en las partes más distantes del disco.ALMA puede ver estas regiones densas como una emisión de longitud de onda milimétrica más brillante.
Usando el mismo conjunto de datos de ALMA, pero centrándose en distintas señales de longitud de onda milimétrica emitidas naturalmente por las moléculas en el espacio, los investigadores también detectaron vastas reservas de monóxido de carbono en el mismo lugar que el disco de desechos.
"Estos datos nos permitieron determinar que la abundancia relativa de monóxido de carbono más dióxido de carbono alrededor de Fomalhaut es casi la misma que se encuentra en los cometas de nuestro propio sistema solar", dijo Luca Matrà con la Universidad de Cambridge, Reino Unido, y autor principalen el segundo artículo del equipo: "Este parentesco químico puede indicar una similitud en las condiciones de formación de cometas entre los confines exteriores de este sistema planetario y el nuestro". Matrà y sus colegas creen que este gas se libera de colisiones continuas de cometas o como resultado de unimpacto único y grande entre supercomets cientos de veces más masivo que Hale-Bopp.
La presencia de este disco de escombros bien definido alrededor de Fomalhaut, junto con su química curiosamente familiar, puede indicar que este sistema está experimentando su propia versión del bombardeo pesado tardío, un período hace aproximadamente 4 mil millones de años cuando la Tierra y otros planetas estabanrutinariamente golpeados por enjambres de asteroides y cometas que quedaron de la formación de nuestro sistema solar.
"Hace veinte años, los mejores telescopios de longitud de onda milimétrica dieron los primeros mapas borrosos de granos de arena que orbitan Fomalhaut. Ahora, con todas las capacidades de ALMA, se ha fotografiado todo el anillo de material", concluyó Paul Kalas, astrónomo de la Universidad de Californiaa Berkeley y al investigador principal sobre estas observaciones: "Algún día esperamos detectar los planetas que influyen en las órbitas de estos granos".
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Materiales proporcionado por Observatorio Nacional de Radioastronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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