Las estrellas pueden tener una maternidad tardía

1 febrero 2013

Utilizando las capacidades únicas del observatorio espacial Herschel de la ESA, los astrónomos han podido “pesar” con precisión el disco de una estrella, descubriendo que aún tiene la suficiente masa como para engendrar 50 planetas tipo Júpiter, y ello millones de años después de que muchas otras estrellas ya hayan “dado a luz”.  

Los discos protoplanetarios contienen todos los ingredientes brutos para fabricar planetas. Estos están compuestos, principalmente, por gas de hidrógeno molecular, que es muy transparente y, en esencia, invisible.

Normalmente, para hacer estimaciones sobre la masa total del disco, es mucho más fácil medir la emisión de “contaminantes”, como la pequeña fracción de polvo que se mezcla con el gas, o la de otros componentes del gas.

En el pasado, esta técnica ha causado significantes incertidumbres en las estimaciones de la masa del hidrógeno molecular, pero gracias a la información que proporciona la longitud de onda del infrarrojo lejano y a la sensibilidad de Herschel, los astrónomos han utilizado un método nuevo, más preciso, utilizando un pariente cercano del hidrógeno molecular llamado deuterio o hidrógeno “pesado”.

Dado que la proporción de gas de hidrógeno molecular “normal” y “pesado” es muy conocida por las medidas realizadas en nuestra vecindad local solar, esta aproximación proporciona un medio para “pesar” la masa total del disco de una estrella con una precisión diez veces mayor que la alcanzada con todas las técnicas utilizadas hasta el momento.

Utilizando esta técnica, se detectó una masa considerable de gas en el disco que rodea a TW Hydrae, una estrella joven que se encuentra a tan solo 176 años luz, en la constelación de la Hidra.

“No esperábamos encontrar tanto gas alrededor de esta estrella de 10 millones de años”, afirma el Profesor Edwin Bergin de la Universidad de Michigan, autor principal del artículo publicado enNature.

“Esta estrella tiene mucha más masa de la necesaria para generar un sistema solar como el nuestro y podría crear un sistema mucho más exótico con planetas más masivos que Júpiter”.

Observar un disco tan masivo en torno a TW Hydrae no es lo normal para estrellas de esta edad ya que, normalmente, en unos pocos millones de años, o bien el material se incorpora a la estrella central o a planetas gigantes, o bien es expulsado por los fuertes vientos estelares.

“Con datos más precisos sobre la masa, podemos aprender más sobre este sistema en términos de su potencial para crear planetas y la disponibilidad de ingredientes que pueden facilitar que haya vida en un planeta”, añade el Profesor Bergin. 

De hecho en otro sondeo de Herschel, científicos ya habían descubierto que TW Hydrae  era una estrella con un disco que contenía agua suficiente como para llenar varios miles de océanos como los de la Tierra.

El nuevo método para “pesar” un disco da a entender que el volumen de material disponible – incluida el agua – ha podido ser infravalorado, tanto en este como en los otros sistemas.

Una reevaluación de la masa de los discos en torno a otras estrellas de distintas edades proporcionará un mejor entendimiento del proceso que origina los planetas. 

“Puede haber diferentes resultados en relación a la formación de planetas para sistemas de diferentes edades”, afirma el Profesor Thomas Henning, coautor de este trabajo e investigador del Instituto Max Planck de Astronomía, en Alemania.  

“Al igual que la edad en la que las personas tienen hijos se enmarca en un rango, TW Hydrae parece estar al límite de ese rango para las estrellas, demostrando que este sistema en particular puede haber necesitado más tiempo para formar planetas, con lo cual sería una maternidad tardía”.

“La detección de hidrógeno molecular pesado fue posible gracias a las nuevas capacidades de observación ofrecidas por Herschel, que proporciona este salto hacia adelante a la hora de calcular el peso del disco que rodea a esta estrella”, añade Göran Pilbratt, científico responsable del proyecto Herschel en la ESA. 

Más información

El artículo “Un disco viejo que aún puede formar un sistema planetario (An old disk that can still form a planetary system)” por E. Bergin et al, se ha publicado en la revistaNatureel 31 de enero de 2013.

El sondeo fue llevado a cabo como parte de un programa de tiempo abierto de Herschel utilizando el instrumento PACS (Photoconductor Array Camera and Spectrometer), que opera en longitudes de onda de entre 55 y 210 micras.

Herschel es un observatorio espacial de la ESA equipado con instrumentos desarrollados por consorcios liderados por investigadores europeos, con una importante participación de la NASA. El instrumento PACS fue diseñado y construido por un consorcio financiado por los países participantes y liderado por el Instituto Max Planck Institute de Física Extraterrestre (Garching, Alemania); el consorcio incluye a centros  de Bélgica, Austria, Francia, Italia y España. 

Para más información,

Markus Bauer
ESA Science and Robotic Exploration Communication Officer
Tel: +31 71 565 6799
Mob: +31 61 594 3 954
Email: markus.bauer@esa.int

Edwin Bergin
University of Michigan, USA
Email: ebergin@umich.edu

Thomas Henning
Max-Planck-Institut für Astronomie, Germany
Email: henning@mpia.de

Göran Pilbratt
ESA Herschel Project Scientist
Tel: +31 71 565 3621

Email: gpilbratt@rssd.esa.int 

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