ALMA descubre una factoría de cometas

Artículo publicado el 6 de junio de 2013 en ESO

Solucionado el eterno misterio de la formación planetaria gracias a nuevas observaciones de una “trampa de polvo” en torno a una joven estrella.

Utilizando el nuevo conjunto de telescopios ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) un equipo de astrónomos ha conseguido obtener una imagen de la región que rodea a una joven estrella en la que las partículas de polvo pueden crecer por acumulación. Es la primera vez que este tipo de trampa de polvo ha sido modelada y observada claramente. Soluciona el eterno misterio sobre cómo las partículas de polvo en los discos crecen, alcanzando tamaños mayores, de manera que, finalmente, pueden formar cometas, planetas y otros cuerpos rocosos. Los resultados se han publicado en la revista Science el 7 de junio de 2013.

Factoría de cometas vista por ALMA

Factoría de cometas vista por ALMA Crédito: ESO


Los astrónomos saben que hay numerosos planetas alrededor de otras estrellas. Pero no terminan de comprender del todo cómo se forman y hay muchos aspectos de la formación de los cometas, planetas y otros cuerpos rocosos que siguen siendo un misterio. Sin embargo, utilizando el gran potencial de ALMA, se han llevado a cabo nuevas observaciones que ahora ofrecen respuestas a las grandes preguntas: ¿cómo pueden los diminutos granos de polvo del disco que rodea a estrellas jóvenes crecer y hacerse cada vez más grandes hasta, finalmente, convertirse en escombros, e incluso en rocas que bien pueden superar el metro de tamaño?

Los modelos informáticos sugieren que los granos de polvo crecen tras chocar y quedarse pegados. Sin embargo, cuando estos granos de mayor tamaño chocan de nuevo a grandes velocidades, por lo general se rompen en pedazos y vuelven a su situación anterior. Incluso cuando esto no ocurre, los modelos muestran que los granos de mayor tamaño se moverían rápidamente hacia el interior debido a la fricción entre el polvo y el gas y caerían sobre su estrella anfitriona, sin darles la oportunidad de seguir creciendo.

De algún modo, el polvo necesita un refugio seguro en el que las partículas puedan seguir crecienco hasta que sean lo suficientemente grades como para sobrevivir por sí solas. Ya se había porpuesto antes la existencia de estas “trampas de polvo”, pero hasta el momento no había pruebas observacionales.

Nienke van der Marel (estudiante de doctorado de la Universidad de Leiden, en los Países Bajos, y autora principal del artículo), junto con sus colaboradores, utilizó ALMA para estudiar el disco en un sistema llamado Oph-IRS 48. Descubrieron que la estrella estaba circundada por un anillo de gas con un hueco central, probablemente creado por un planeta no visto o una estrella compañera. Observaciones anteriores realizadas con el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO ya habían mostrado que las pequeñas partículas de polvo también formaban una estructura de anillo similar. Pero la nueva visión de ALMA del lugar en el que se encontraron partículas de polvo mayores que un milímetro ¡era muy diferente!

“De entrada, la forma del polvo en la imagen fue una completa sorpresa”, afirma van der Marel. “En lugar del anillo que esperábamos ver, ¡descubrimos algo que claramente tenía forma de anacardo! Tuvimos que convencernos a nosotros mismos de que esa forma era real, pero la fuerte señal y la claridad de las observaciones de ALMA no dejaban lugar a dudas en cuanto a la estructura. Entonces nos dimos cuenta de lo que habíamos descubierto”.

Lo que se ha descubierto es una región en la que los granos de polvo de mayor tamaño han sido atrapados y han podido crecer mucho más al chocar y quedarse pegados. Era una trampa de polvo — justo lo que andaban buscando los teóricos.

Tal como explica van der Marel: “Es probable que estemos observando una especie de factoría de cometas, ya que las condiciones son las adecuadas para que las partículas crezcan desde un tamaño milimétrico hasta un tamaño cometario. No es probable que el polvo forme planetas a esa distancia de la estrella. Pero en un futuro no muy lejano ALMA podrá observar esas trampas de polvo más cerca de la estrella anfitriona, en las que están en funcionamiento los mismos mecanismos. Este tipo de trampas de polvo sí serían la cuna de planetas recién nacidos”.

La trampa de polvo se forma a medida que partículas de polvo de mayor tamaño se mueven hacia regiones de mayor presión. Los modelos informáticos muestran que estas regiones de alta presión pueden originarse a partir de movimientos del gas situado al extremo de un agujero de gas — justo como el que se ha encontrado en este disco.

“La combinación de los trabajos de modelado junto con las observaciones de alta calidad de ALMA hacen de este un proyecto único”, afirma Cornelis Dullemond, del Instituto de Teoría Astrofísica, en Heidelberg (Alemania), experto en evolución del polvo y modelado de discos y miembro del equipo. “Cuando se llevaron a cabo estas observaciones estábamos trabajando en modelos que predecían exactamente este tipo de estructuras: una afortunada coincidencia”.

Las observaciones se llevaron a cabo cuando el conjunto ALMA aún estaba en construcción. Utilizaron los receptores de banda 9 de ALMA — unos dispositivos fabricados en Europa que permiten a ALMA crear las imágenes más nítidas que se han obtenido hasta el momento.

“Estas observaciones demuestran que ALMA es capaz de proporcionar ciencia revolucionaria, incluso con menos de la mitad de las antenas en uso”, afirma Ewine van Dishoeck, del Observatorio de Leiden, que ha sido uno de los principales colaboradores del proyecto ALMA durante más de 20 años. “El increíble salto, tanto en sensibilidad como en nitidez, de las imágenes obtenidas en la banda 9, nos ofrece la oportunidad de estudiar aspectos básicos de la formación planetaria de maneras que, sencillamente, antes no eran posibles”.


Fecha Original: 6 de junio de 2013
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Comments (9)

  1. Apodemus

    La verdad es que después de leer el artículo, sigo sin tener claro qué es una trampa de polvo, cómo se forma, y en qué condiciones puede explicar la formación de fragmentos rocosos, que en el futuro originarían planetas.

    Por otra parte, y con relación a esta cuestión, me gustaría que alguien me respondiera a la pregunta de qué tamaño tienen las partículas que arroja al espacio una supernova. Tengo entendido, que la nebulosa que dio origen a nuestro Sistema Solar se enriqueció de elementos más pesados que el H y el He porque recibió los aportes de una antigua estrella que explotó como supernova.
    Un saludo.
    Apodemus

    • reneco

      Completamente válida tus dudas, el artículo dice “La trampa de polvo se forma a medida que partículas de polvo de mayor tamaño se mueven hacia regiones de mayor presión”, la presión ayudaría a compactar los granos de polvo y así poder crecer a cuerpos mas grandes, esta idea surge de modelo computacional así que no hay una descripción mas detallada del proceso.
      &nbsp En cuanto a las supernovas estas son básicamente estrellas que explotan y las estrellas no están compuesta de material sólido así que no se puede hablar de tamaño de partículas sino mas bien de plasma que luego de enfriado puede tomar las formas que conocemos de materia.
      &nbsp Aparte está muy lenta la carga de la página

  2. Estamos ante uno de esos raros artículos en los que pretenden haber dicho más de lo que dicen y, además, emplean términos vagos y hasta raros que nadie entiende. La claridad al explicar estos acontecimientos son básicas para las personas sencillas que los leeen y, si metemos palabras sin sentido que pretenden tener mucho… ¡mal van las cosas!

    Seré muy torpe pero, al menos a mí, no me aclaran nada sobre la formación planetaria y sólo veo que hablan de unas posibles situaciones que podráin ser pero que, no determinan nada.

    La Ciencia creo, es algo más. No merece la pena publicar cosas así para tener algunos días de gloria y, finalmente, se verán oscurecidos por otras noticias que, más afinadas, nos direán lo que queremos saber y que aquí, no se hace.

    En fin, uno más de esos artículos que pretenden más de lo que ofrecen y dejan más preguntas que respuestas.

  3. editora

    Exoplanetas, habitabilidad, ¿vida o restos fósilesen otros planetas? No obstante, ¿es la emergencia y mantenimiento de la vida un proceso de contingencia radical? Es decir, ¿es causa necesaria un pasado único e irrepetible? O al contrario, ¿la vida emerge por el espacio como setas en el campo al darse las condiciones necesarias? Entonces, si esto es así,¿cuántas condiciones son necesarias, tres, cuatro, una docena, mil trillones, infinitas? ¿Cómo resiste la vida que emerge en las condiciones de un instante el cambio inmediato hacia otro instante diferente, el paso mismo del tiempo, el efecto de la entropía? ¿Solo puede aspirar el ser humano a reconocer una vida más sencilla que su propio cerebro? ¿O al menos que sea semejante: un ojo marrón que reconoce a un ojo azul, un familiar que le mira? Si gusta de preguntarse, tal vez le gustará un libro diferente de donde sacar mil ideas creativas, un extracto en http://goo.gl/CV2ub

  4. Todas esas elucubraciones están bien para tener motivos que nos darán razones para pensar. Sin embargo hemos comentado aquí mismo sobre la maraña de conexiones que llevamos en la cabeza.

    Es nuestro cerebro humano que, con poco más de un kilo de peso, contiene unos cien mil millones de células nerviosas o neuronas. La capa ondulada más exterior es la corteza cerebral, que es la parte del cerebro de evolución más reciente, contiene alrededor de treinta mil millones de neuronas y un billón de conexiones o sinapsis. Estas cifras inmensas… ¿Superan a los grandes números del Universo?

    Si contáramos una sinapsis cada segundo, tardaríamos 32 millones de años en hacer el recuento. Si consideramos el número posible de circuitos neuronales, tenemos que habérnosla con cifras hiperastronómicas: 10 seguido de al menos un millón de ceros (En comparación con el número de partículas del universo conocido asciende a “tan sólo” 10 elevado a 79 es decir, es el número conocido como NEdd (Número de Eddintong) que es:

    15.747.724.136.275.002.577.605.653.961.181.555.468.044.717914.527.116.709.366.231.425.o76185.631.031.296 protones y el mismo número de electrones, fue calculado por Arthur Eddintong allá por la década de 1920. Pues bien, esa descomunal cifra, se queda muy corta si la comparamos con las conexiones de nuestro cerebro. De ahí viene lo que decimos de que, “nuestros cerebros son las máquinas más complejas del Universo”. Y, desde luego, el comentario no está lejos de ser cierto.

    La complejidad del Universo está presente en nosotros y, en las preguntas que arriba se formulan, como en tantas otras que podríamos formular, se quedan sis respuestas, toda vez que, como dijo el sabio: ·Nuestros conocimientos son limitados, nuestra ignorancia es infinita”

    Pretender saber todos y cada uno de los parámetros que han tenido que estar presentes para que nosotros pudiéramos surgir a la vida en este mundo… ¡Es al menos pretencioso! La dificultad de conocer el Universo, estriba principalmente, en el hecho cierto de que nosotros, formamos parte de él, somos parte del misterio que tratamos de desvelar.

    De todas formas, y, aunque no podamos dar una satisfactoria explicación de lo que la vida es, lo cierto es que, según lo poco que sabemos, ese “milagro” ha tenido que surgir en muchos mundos que, como el nuestro, se rigen por las mismas leyes y las mismas constantes.

    SAludos.

  5. Recordemos sobre el mismos tema:

    Artículo publicado el 28 de febrero de 2013 en ESO y que fue transcrito en esta misma página:

    “Utilizando el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, un equipo de astrónomos ha obtenido lo que parece ser la primera observación directa de un planeta en formación incrustado aún en un grueso disco de gas y polvo. De confirmarse, este descubrimiento supondrá un gran paso adelante en nuestro conocimiento sobre cómo se forman los planetas y permitirá a los astrónomos poner a prueba las teorías actuales con un objeto observable.

    Un equipo internacional liderado por Sascha Quanz (ETH Zürich, Suiza) ha estudiado el disco de gas y polvo que rodea a la joven estrella HD100546, una vecina relativamente cercana que se encuentra a unos 335 años luz de la Tierra. Se sorprendieron al encontrar lo que parecía ser un planeta en proceso de formación, aún metido en el disco de material que rodea a la joven estrella. Se cree que el candidato a planeta es un gigante gaseoso similar a Júpiter.

    Hasta ahora, la formación planetaria ha sido un asunto abordado principalmente con simulaciones por ordenador” afirma Sascha Quanz. “Si nuestro descubrimiento es ciertamente un planeta en formación, por primera vez los científicos podrán estudiar de forma empírica el proceso de formación planetaria y la interacción de un planeta en formación con su entorno natal en un estadio muy temprano”.

    HD 100546 es un objeto muy bien estudiado, y ya se ha sugerido que tiene un planeta gigante a una distancia seis veces mayor que la que separa a la Tierra del Sol. El nuevo candidato a planeta recién hallado se encuentra en las regiones exteriores del sistema, unas diez veces más alejado.”

    Sigue el artículo por los mismos derroteros que vienen a dejar claro en qué situación nos encontramos en el ámbito de este problema de los mundos del que no sabemos aún, el origen que realmente tienen para exponerlo en todo su esplendor de una realidad constatable.

    Planetas sabemos que están por todas partes y mucho hemos podido leer sobre el tema en ésta y en otros muchos lugares especializados y, los planetas detectados fuera de nuestro Sistemas solar son ya más de la centena y sabemos que existen miles de millones en nuestra propia Galaxia.

    Pero nos qwueda saber… ¡Cómo llegaron a formarse! Con eso nos pasa igual que con las galaxias que, se formaron a pesar de la expnasión de Hubble y los cosmólogos no nos pueden explicar por qué. Son cosas que permanecen en lo más profundo y a las que, nuestro entendimiento, no ha podido llegar… Todavía.

    Pero… ¡Démonos Tiempo!

  6. Es fascinante lo que descubrimos en el universo, hay más cosas por descubrir que la propia curiosidad humana

  7. Peluche, como decía el sabio:

    “nuestros conocimientos son limitados, nuestra ignorancia infinita”.

    Nos faltan datos para poder imaginar, muchas cosas que existen y de las que, al no tener conocimiento, ni podemos pensar en ellas.

    Siempre será así. La vida es tan corta que seguiremos siendo aprendices, no tenemos tiempo para más.

  8. Excelente articulo. En el universo hay cosas aun que quedan por descubrir (quizas demasiadas) para darnos cuenta de todo lo que implica en si.

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