Sombras vibrantes en discos protoplanetarios

Astrónomos de la Universidad de Warwick han revelado un nuevo fenómeno llamado «efecto de sombra temblorosa» que describe cómo se orientan los discos en la formación de sistemas planetarios y cómo se mueven alrededor de su estrella anfitriona. El efecto también da pistas sobre cómo ha evolucionado con el tiempo. La Dra. Rebecca Nealon presentó el nuevo trabajo esta semana en la Reunión Nacional de Astronomía de 2022 en la Universidad de Warwick.

Las estrellas nacen cuando una gran nube de gas y polvo colapsa sobre sí misma. Los residuos que no llegan a la estrella acaban circulando a su alrededor, a diferencia de cómo circula el agua por el desagüe antes de caer en él. Esta masa arremolinada de gas y polvo se llama disco protoplanetario, y es donde nacen planetas como la Tierra.

A menudo se piensa que los discos protoplanetarios toman la forma de platos de comida: delgados, redondos y planos. Sin embargo, imágenes recientes del telescopio de Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) muestran que este no es siempre el caso. Algunos de los discos vistos por ALMA tienen sombras, con la parte del disco más cercana a la estrella bloqueando parte de la luz estelar y proyectando una sombra en el exterior del disco. A partir de este patrón de sombras, se puede inferir que la parte interna del disco está orientada de manera bastante diferente a la parte externa, en lo que se denomina un disco roto.

En esta investigación, el equipo usó computadoras de alto rendimiento para ejecutar una simulación 3D de un disco roto. A continuación, el equipo produjo una observación ficticia, modelando cómo se vería un disco de este tipo si se observara a través de un telescopio y cómo cambiaría con el tiempo.

A medida que el disco interior se movía por la gravedad de la estrella central, la sombra que proyectaba se movía a través del disco exterior. Pero en lugar de que el patrón de sombras se moviera alrededor de la esfera como una manecilla en el sentido de las agujas del reloj como se esperaba, se balanceaba de un lado a otro con un movimiento similar al de una sierra. Entonces, aunque el disco interno continuó girando en la misma dirección, su sombra parecía balancearse de un lado a otro. El equipo sugiere que esto se debe al efecto de proyección geométrica, que es probable que ocurra en todos los discos fracturados.

Nuestra investigación es importante porque cierra la brecha entre la teoría y las observaciones. A la luz de las nuevas observaciones de telescopios como JWST, nuestras tecnologías digitales avanzadas significan que tenemos una variedad de herramientas para interpretar estos datos y aprender más sobre cómo nacen los planetas.

«JWST promete darnos una mirada a los sistemas planetarios embrionarios con un detalle sin precedentes, y con nuestros nuevos modelos podremos descubrir más sobre el nacimiento de los planetas», dice Rebecca.

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comunicación científica

rebeca nelson
Investigador de Stephen Hawking
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Foto, película y subtítulos

https://ras.ac.uk/media/1184
Esta es una imagen fija de una simulación de un disco planetario en formación, realizada por la investigadora Rebecca Nealon de la Universidad de Warwick y Stephen Hawking. Las imágenes muestran el disco interno giratorio en la mitad superior y la sombra que proyecta sobre el disco externo en la mitad inferior. Crédito: Rebecca Nealon/Universidad de Warwick

https://www.youtube.com/watch?v=jGYLuEx-I78
Una película hecha de una simulación en 3D de un disco en un sistema planetario en formación. El disco interior proyecta una sombra sobre el disco exterior, que se balancea de un lado a otro. Crédito: Rebecca Nealon/Universidad de Warwick

Notas a los editores

Acerca del MNOAL 2022

La conferencia NAM 2022 está patrocinada principalmente por la Royal Astronomical Society (RAS), el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología (STFC) y la Universidad de Warwick. Manténgase al día con las últimas noticias de la conferencia en Gorjeo.

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La Royal Astronomical Society (RAS), fundada en 1820, fomenta el estudio de la astronomía, las ciencias del sistema solar, la geofísica y ramas científicas estrechamente relacionadas. La RAS organiza reuniones científicas y publica revistas internacionales de investigación y revisión, reconoce los logros sobresalientes al otorgar medallas y premios, mantiene una biblioteca extensa, apoya la educación a través de subvenciones y actividades de divulgación y representa a la astronomía en el Reino Unido a nivel nacional e internacional. Tiene más de 4.000 miembros (becarios), un tercio en el extranjero, que son investigadores científicos en universidades, observatorios y laboratorios, así como historiadores de la astronomía y otros.

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Sobre el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología

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La Universidad de Warwick es una de las instituciones de investigación líderes en el mundo, clasificada entre las 10 mejores universidades del Reino Unido y las 80 mejores universidades del mundo. Desde su fundación en 1965, Warwick se ha forjado una reputación de excelencia científica a través de su Facultad de Ciencias, Ingeniería y Medicina (que incluye WMG y la Facultad de Medicina de Warwick).