Durante casi un siglo, los astrónomos se han intrigado con la curiosa variabilidad de las estrellas jóvenes que residen en la constelación de Tauro-Auriga a unos 450 años luz de la Tierra. Una estrella en particular ha llamado la atención de los astrónomos. Cada pocas décadas, la luz de la estrella se ha desvanecidobrevemente antes de volver a iluminar.
En los últimos años, los astrónomos han observado que la estrella se oscurece con mayor frecuencia, y durante períodos más largos, planteando la pregunta: ¿Qué oculta repetidamente la estrella? La respuesta, creen los astrónomos, podría arrojar luz sobre algunos de los procesos caóticos que tienen lugar tempranoen el desarrollo de una estrella.
Ahora, los físicos del MIT y de otros lugares han observado la estrella, llamada RW Aur A, utilizando el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA. Han encontrado evidencia de lo que pudo haber causado su evento de atenuación más reciente: una colisión de dos cuerpos planetarios infantiles,lo que produjo después una densa nube de gas y polvo. A medida que estos restos planetarios cayeron en la estrella, generó un velo espeso que oscureció temporalmente la luz de la estrella.
"Las simulaciones por computadora han predicho durante mucho tiempo que los planetas pueden caer en una estrella joven, pero nunca antes lo hemos observado", dice Hans Moritz Guenther, científico investigador del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT, quien dirigió el estudio ".Si nuestra interpretación de los datos es correcta, esta sería la primera vez que observamos directamente una estrella joven devorando un planeta o planetas ".
Los eventos de atenuación anteriores de la estrella pueden haber sido causados por aplastamientos similares, ya sea de dos cuerpos planetarios o grandes restos de colisiones pasadas que se encontraron de frente y se separaron nuevamente.
"Es especulación, pero si tienes una colisión de dos piezas, es probable que luego estén en algunas órbitas rebeldes, lo que aumenta la probabilidad de que golpeen otra cosa", dice Guenther.
Guenther es el autor principal de un artículo que detalla los resultados del grupo, que aparece hoy en el Revista Astronómica . Sus coautores del MIT incluyen a David Huenemoerder y David Principe, junto con investigadores del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica y colaboradores en Alemania y Bélgica.
Un encubrimiento de estrellas
Los científicos que estudian el desarrollo temprano de las estrellas a menudo miran las Nubes oscuras de Tauro-Auriga, una reunión de nubes moleculares en las constelaciones de Tauro y Auriga, que albergan viveros estelares que contienen miles de estrellas infantiles. Las estrellas jóvenes se forman a partir del colapso gravitacionalde gas y polvo dentro de estas nubes. Las estrellas muy jóvenes, a diferencia de nuestro sol relativamente maduro, todavía están rodeadas por un disco giratorio de escombros, que incluye gas, polvo y grupos de materiales que varían en tamaño desde pequeños granos de polvo hasta guijarros, y posiblemente hastaplanetas incipientes.
"Si observa nuestro sistema solar, tenemos planetas y no un disco masivo alrededor del sol", dice Guenther. "Estos discos duran entre 5 y 10 millones de años, y en Tauro, hay muchas estrellas que tienenya perdieron su disco, pero algunos todavía los tienen. Si quieres saber qué sucede en las etapas finales de esta dispersión del disco, Tauro es uno de los lugares para buscar ".
Guenther y sus colegas se centran en estrellas que son lo suficientemente jóvenes como para albergar discos. Estaba particularmente interesado en RW Aur A, que se encuentra en el extremo más antiguo del rango de edad para estrellas jóvenes, ya que se estima en varios millones de añosde edad. RW Aur A es parte de un sistema binario, lo que significa que rodea a otra estrella joven, RW Aur B. Ambas estrellas tienen aproximadamente la misma masa que el sol.
Desde 1937, los astrónomos han registrado notables caídas en el brillo de RW Aur A cada pocas décadas. Cada evento de atenuación pareció durar aproximadamente un mes. En 2011, la estrella se atenuó nuevamente, esta vez durante aproximadamente medio año. La estrellafinalmente se iluminó, solo para desvanecerse nuevamente a mediados de 2014. En noviembre de 2016, la estrella volvió a su luminosidad total.
Los astrónomos han propuesto que esta atenuación es causada por una corriente de gas que pasa por el borde exterior del disco de la estrella. Otros han teorizado que la atenuación se debe a procesos que ocurren más cerca del centro de la estrella.
"Queríamos estudiar el material que cubre la estrella, que presumiblemente está relacionado con el disco de alguna manera", dice Guenther. "Es una oportunidad rara".
una firma revestida de hierro
En enero de 2017, RW Aur A se atenuó nuevamente, y el equipo usó el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA para registrar la emisión de rayos X de la estrella.
"Los rayos X provienen de la estrella, y el espectro de los rayos X cambia a medida que los rayos se mueven a través del gas en el disco", dice Guenther. "Estamos buscando ciertas firmas en los rayos X queel gas sale en el espectro de rayos X "
En total, Chandra registró 50 kilosegundos, o casi 14 horas de datos de rayos X de la estrella. Después de analizar estos datos, los investigadores salieron con varias revelaciones sorprendentes: el disco de la estrella alberga una gran cantidad de material; la estrella esmucho más caliente de lo esperado, y el disco contiene mucho más hierro de lo esperado, no tanto como se encuentra en la Tierra, sino más que, digamos, una luna típica en nuestro sistema solar. Sin embargo, nuestra propia luna tiene muchomás hierro del que los científicos estimaron en el disco de la estrella.
Este último punto fue el más intrigante para el equipo. Normalmente, el espectro de rayos X de una estrella puede mostrar varios elementos, como oxígeno, hierro, silicio y magnesio, y la cantidad de cada elemento presente depende de la temperaturadentro del disco de una estrella.
"Aquí, vemos mucho más hierro, al menos un factor de 10 veces más que antes, lo cual es muy inusual, porque típicamente las estrellas que están activas y calientes tienen menos hierro que otras, mientras que esta tiene más", Guentherdice: "¿De dónde viene todo este hierro?"
Los investigadores especulan que este exceso de hierro puede provenir de una de dos fuentes posibles. La primera es un fenómeno conocido como trampa de presión de polvo, en el que pequeños granos o partículas como el hierro pueden quedar atrapados en las "zonas muertas" de undisco. Si la estructura del disco cambia repentinamente, como cuando la estrella compañera de la estrella pasa cerca, las fuerzas de marea resultantes pueden liberar las partículas atrapadas, creando un exceso de hierro que puede caer dentro de la estrella.
La segunda teoría es para Guenther la más convincente. En este escenario, el exceso de hierro se crea cuando dos planetesimales, o cuerpos planetarios infantiles, chocan y liberan una espesa nube de partículas. Si uno o ambos planetas están hechos en parte de hierro,su aplastamiento podría liberar una gran cantidad de hierro en el disco de la estrella y oscurecer temporalmente su luz a medida que el material cae en la estrella.
"Hay muchos procesos que suceden en estrellas jóvenes, pero estos dos escenarios posiblemente podrían hacer algo que se parezca a lo que observamos", dice Guenther.
Espera hacer más observaciones de la estrella en el futuro, para ver si la cantidad de hierro que rodea la estrella ha cambiado, una medida que podría ayudar a los investigadores a determinar el tamaño de la fuente de hierro. Por ejemplo, si la misma cantidadde hierro aparece en, digamos, un año, que puede indicar que el hierro proviene de una fuente relativamente masiva, como una gran colisión planetaria, en comparación con si queda muy poco hierro en el disco.
"Actualmente se hace un gran esfuerzo para aprender sobre los exoplanetas y cómo se forman, por lo que obviamente es muy importante ver cómo los planetas jóvenes podrían destruirse en las interacciones con sus estrellas anfitrionas y otros planetas jóvenes, y qué factores determinan si sobreviven"Dice Guenther.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Jennifer Chu. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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