Discos de escombros en estrellas binarias

Johan Olofsson, académico del Instituto de Física y Astronomía (IFA) de la Universidad de Valparaíso e investigador asociado del Núcleo Milenio de Formación Planetaria (NPF) publicó recientemente sobre discos de escombros en estrellas binarias en la prestigiosa revista Astronomy & Astrophysics.

Credit: Philippe Thebault

Alrededor del 20% de las estrellas tienen un disco de escombros orbitando a su alrededor. Muy parecido al cinturón de Kuiper o al cinturón de asteroides alrededor de nuestro Sol, que son, respectivamente, el “hogar” de los cometas y los asteroides. Estos discos están compuestos por grandes planetesimales o cuerpos con tamaños de unos mil km, que chocan entre sí. Cuando se producen estas colisiones, los planetesimales son destruidos y se producen cuerpos cada vez más pequeños en el disco. Granos de polvo muy pequeños, del tamaño de una micra -equivalente al ancho de un cabello humano-, se generan en estos discos de escombros y son lo que los observadores detectan al usar diferentes tipos de telescopios e instrumentos. Imagina el polvo que se levanta en el aire cuando se derriba un edificio, por ejemplo. Lo que estamos viendo alrededor de otras estrellas es un polvo similar, cuyo origen son planetesimales siendo destruidos en lugar de edificios siendo demolidos.
Sin embargo, cerca de la mitad de las estrellas del universo son parte de sistemas múltiples -dos o más estrellas que evolucionan en el tiempo y el espacio juntas-, por lo que es perfectamente posible que cada estrella de un sistema múltiple pueda tener su propio disco de desechos.
Recientemente, un equipo internacional de astrofísicos dirigido por Philippe Thebault del LESIA (Observatoire de Paris) con Quentin Kral (LESIA) y que incluye a Johan Olofsson, investigador asociado del Núcleo Milenio de Formación Planetaria y académico del Instituto de Física y Astronomía (IFA) de la Universidad de Valparaíso, estudió el efecto de la segunda estrella en los pequeños granos de polvo del disco de desechos de la primera. Este artículo se publicó en la prestigiosa revista científica Astronomy & Astrophysics.
“La principal fuerza que está en juego en esos sistemas es la fuerza gravitatoria: los pequeños granos de polvo sienten la gravedad de la estrella primaria, pero también sienten la gravedad de la estrella secundaria, lo que puede tener un impacto significativo”, explica Olofsson, quien también lidera el grupo Max Planck MPIA-UV Tandem. Uno de los principales resultados del artículo, comenta el científico, es que la estrella secundaria roba rápidamente una fracción del disco de desechos de la otra estrella.
Este trabajo se realizó en base a simulaciones. “Aunque la estrella secundaria comenzó la simulación sin un disco de escombros, después de varias órbitas alrededor de la estrella primaria, reunió una fracción significativa de pequeños granos de polvo. En las simulaciones, también podemos ver que están apareciendo algunas estructuras, como un brazo espiral que parece conectar el disco principal con el secundario, y también hay un halo extendido por todo el sistema”, destaca Olofsson.
Si bien tanto el halo como el brazo espiral son probablemente demasiado débiles para ser detectados con los instrumentos actuales, aclara el astrofísico, se propone que el disco secundario (“robado” por la segunda estrella) podría ser detectable con un instrumento como SPHERE si la estrella está relativamente cerca de la Tierra (~20 parsec). Sin embargo, el principal desafío es que no hay tantas estrellas que puedan observar para probar esta hipótesis.
“Sería estupendo observar realmente tales sistemas, pero de momento es probablemente demasiado pronto y necesitaríamos instalaciones como el James-Webb Space Telescopes (JWST) o el Extremely Large Telescopes (ELT) para tener la sensibilidad requerida”, finaliza Olofsson.

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Fuente: Carol Rojas, Núcleo de Formación Planetaria (NPF)