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Los astrónomos pueden haber descubierto un planeta en órbita alrededor de un sistema de estrellas triples

El sistema estelar GW Orionis contiene tres estrellas que se orbitan entre sí. Ahora, los investigadores creen que pueden haber encontrado un planeta en esta estrella triple danzante y, si eso es cierto, podría enseñarnos algunas cosas sobre cómo se forman los planetas.

GW Orionis, un sistema de triple estrella con un interior extraño. A diferencia de los discos planos formadores de planetas que vemos alrededor de muchas estrellas, GW Orionis presenta un disco distorsionado, distorsionado por los movimientos de las tres estrellas en su centro. Esta imagen compuesta muestra las notas de ALMA y SPHERE en el disco. Créditos de imagen: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), ESO / Exeter / Kraus et al.

Los sistemas estelares binarios son bien conocidos tanto por los científicos como por los fanáticos de la ciencia ficción. Aunque nuestro sistema solar contiene una estrella, los sistemas con dos o incluso tres estrellas no son inusuales. Entre el 40 y el 50% son sistemas binarios y el 20% son sistemas de estrellas triples. Si eres un astrónomo que estudia estos sistemas solares, su descripción es mucho más compleja que la de los que contienen una sola estrella.

Para los sistemas binarios, los investigadores usan lo que se llama problema corporal Describir cómo las estrellas se moverán y gravitarán unas alrededor de otras. sin embargo, el Problema de tres cuerpos Es mucho más difícil.

No existe una solución exacta para el notoriamente difícil sistema de tres cuerpos. Cuando los tres cuerpos tienen una masa similar, operan en un sistema dinámico aparentemente caótico cuyo movimiento es muy complejo y difícil de describir. Los astrónomos utilizan extensas simulaciones computacionales para estimar órbitas y movimientos en sistemas tan complejos, especialmente cuando son distantes y difíciles de describir.

El movimiento de tres cuerpos de igual masa inicialmente en reposo, mostrando el centro de masa inmóvil

GW Orionis puede ser el primer sistema de estrellas triples que hemos observado que tiene un planeta orbitando a su alrededor. Dos estrellas son un sistema binario espectral, como lo revela efecto Doppler De su movimiento: una estrella está más lejos de nosotros y parece más roja, mientras que la otra está más cerca y parece más azul. El par binario está separado por la misma distancia entre la Tierra y el Sol. La tercera estrella está a 8 veces esa distancia del dúo. Este tipo de distribución se denomina triple jerárquico, en el que dos estrellas orbitan entre sí y una tercera estrella orbita entre ellas.

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Instrumentos del Atacama Large Millimeter Array (ALMA), en Chile, detectaron una nube de polvo y gas que rodeaba el sistema. En otro observatorio en Chile, el Observatorio Paranal, los instrumentos notaron la distorsión en esa nube. No es un disco horizontal que orbita una estrella, sino un conjunto de «anillos» caóticos envueltos alrededor de la estructura interna.

ALMA, del cual ESO es socio, y el instrumento SPHERE en el Very Large Telescope de ESO obtuvieron imágenes de GW Orionis, un sistema de tres estrellas con un interior exótico. Nuevas observaciones revelaron que este objeto tiene un disco distorsionado compuesto por un planeta con un anillo sesgado. En particular, la imagen SPHERE (panel derecho) permitió a los astrónomos ver por primera vez la sombra que este anillo arroja sobre el resto del disco. Esto les ayudó a descubrir la forma 3D del anillo y el disco en general. El panel de la izquierda muestra una impresión artística del interior del disco, incluido el anillo, que se basa en la forma 3D que recreó el equipo. atribuido a él:ESO / L. Road, Exeter / Krause et al.

su disco Tres episodios principales, uno está más cerca del triangular y los otros dos no están alineados hacia adentro. La inclinación es causada por las órbitas de las estrellas, y la tercera estrella exterior no está en el plano como la binaria, por lo que el movimiento del gas a su alrededor también está distorsionado e inclinado.

Pero el gas distorsionado no sería así debido a la interacción gravitacional entre estrellas. Entonces, el equipo simuló un escenario en el que el planeta se encuentra entre una gran brecha entre los anillos internos, en una órbita que está al mismo nivel que los binarios. Sus resultados mostraron que el planeta debe ser masivo, así que, algo como Júpiter que puede ganar masa de la nube, en locas combinaciones de eventos catastróficos el planeta se mueve a una posición orbital interna. También es posible que se forme otro planeta a partir del anillo interior, que es 30 veces la masa de nuestro planeta.

Todo es una mezcla de observaciones y simulaciones, si esta es o no la mejor explicación de lo que medimos, queda para futuros descubrimientos. El sistema es muy complejo y difícil de describir matemáticamente, incluso con simulación es difícil representarlo perfectamente. Por ahora, esto ya es un avance asombroso que los astrónomos están logrando para comprender este sistema complejo y distante.

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El estudio fue publicado en MNRAS.