Estudiando la morfologia de discos protoplanetarios

La investigación fue liderada por Christian Adam, postdoc del Instituto de Física y Astronomía de la Universidad de Valparaíso.

Los discos de escombros son el subproducto natural del proceso de formación de los planetas gaseosos. Son discos que rodean a las estrellas, creados por colisiones de planetesimales que se formaron en estados anteriores del sistema cuando la estrella estaba rodeada de un disco joven y muy rico en gas. Estos choques de planetesimales liberan una gran cantidad de granos de polvo de tamaño micrométrico, cuya vida media es mucho más corta que la edad típica de la estrella, por lo que se infiere que el proceso debe de ser continuado en el tiempo reponiendo estos pequeños granos constantemente. Con respecto a esta estimada vida media, es muy probable, aunque poco comprobado empíricamente, que los vientos estelares sean el mecanismo dominante que impulsa la rápida eliminación de los granos del sistema. Desafortunadamente, el escenario sigue sustentándose principalmente en la teoría ya que rara vez sigue sin resolverse porque rara vez se detectan discos de desechos alrededor de estrellas de baja masa.

Dado el escaso número de detecciones espacialmente resueltas (una media docena), todavía sabemos muy poco sobre los discos de desechos alrededor de estrellas de baja masa y, sin embargo, varios de estos discos muestran características muy interesantes y peculiares, como posibles estructuras de tipo espiral, por ejemplo.

Un equipo de astrofísicos, liderados por Christian Adam, investigador postdoctoral  del Núcleo Milenio de Formación Planetaria (NPF) y del Max Planck Tandem Group en la Universidad de Valparaíso (MPTG), comparó observaciones en el infrarrojo cercano de la estrella GSC 07396-00759 con un modelo de transferencia radiativa para estudiar la morfología del disco, y sondear las propiedades del polvo bajo la influencia de la presión de radiación y de los vientos estelares. En la investigación también participó, investigador asociado del NPF y líder del MPTG, Amelia Bayo, Directora del centro, y Matias Montesinos, investigador adjunto del NPF y académico de la Universidad Viña del Mar.

Adam indica que los discos de escombros alrededor de estrellas de baja masa son objetos muy interesantes, especialmente en lo que respecta a la posible conexión entre sus propiedades y la presencia de planetas. Aunque se estima que sólo alrededor del 2% de las estrellas M albergan planetas gigantes, la frecuencia para planetas rocosos es mucho mayor, con estimaciones que sugieren que cada estrella M es anfitriona en promedio de 2.5 planetas rocosos.

En esta investigación, a partir de las observaciones y de la modelización realizada por el equipo, se concluyó que los vientos estelares de GSC 07396-00759 podrían inducir una tasa de pérdida de masa tan grande como 500 veces la de nuestro Sol. “Por lo tanto, podrían desempeñar un papel dominante en el transporte de partículas hacia el disco exterior que, de otro modo, permanecen más cerca de donde se formaron”, explica el científico.

“La excelente resolución de los telescopios de la generación actual, como el VLT, las capacidades de instrumentos como SPHERE/IRDS, y los avances en la modelización e interpretación de las observaciones que nos ayudan a entender mejor no sólo cómo se forman y evolucionan los sistemas estelares, sino también a comprender mejor cómo evolucionó nuestro propio sistema solar y en qué se diferencia de otros sistemas extrasolares”, enfatiza Adam.

Sobre los siguientes pasos de esta investigación, el objetivo principal será combinar las observaciones de diferentes telescopios y longitudes de onda para obtener una imagen más completa de la estructura del disco, la distribución y las propiedades de los granos de polvo dentro del disco. 

“Además, y en particular en el caso de las estrellas jóvenes de baja masa, como GSC_07396-00759, la influencia de la actividad estelar, especialmente los vientos estelares, o las fluctuaciones del flujo estelar causadas por las intensas y frecuentes erupciones sigue siendo bastante poco clara y también debería tenerse en cuenta para comprender mejor la influencia de las diferentes fuerzas de presión que actúan sobre los granos de polvo y que son responsables de la morfología observada del disco”, finaliza el astrofísico.

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