Nuestro Sistema Solar es sorprendentemente aplanado, con todos los planetas orbitando en el mismo plano. Pero este no siempre es el caso, especialmente para los discos que forman planetas alrededor de múltiples estrellas, como el objeto del nuevo estudio publicado ayer en Science: GW Orionis.
Este sistema triple solar, situado a poco más de 1300 años luz de distancia, en la constelación de Orión, tiene tres estrellas y un disco deformado y desgarrado que las rodea. Esta investigación podría explicar la arquitectura de los sistemas de estrellas múltiples en los que los planetas están separados por amplios espacios y no orbitan en el mismo plano. Así, planetas exóticos, no muy diferentes al Tatooine de Star Wars, pueden formarse en estos anillos inclinados de discos torcidos alrededor de múltiples estrellas.
“En nuestro Sistema Solar, los ocho planetas y muchos otros objetos menores orbitan en un plano alrededor del Sol; pero en algunos sistemas distantes, los planetas orbitan en una pendiente, a veces muy empinada. Comprender los orígenes de ángulos orbitales extremadamente oblicuos como estos podría ayudar a revelar detalles sobre el proceso de formación planetaria”, explicó la doctora en astrofísica Jaehan Bae, del Instituto Carnegie para la Ciencia, y autora principal de la investigación.
Según la experta, las estrellas nacen en viveros de gas y polvo llamados nubes moleculares, que a menudo se forman en pequeños grupos de dos o tres. Estas estrellas jóvenes están rodeadas por discos giratorios de material sobrante, que se acumula para formar planetas bebés. Si bien la estructura del disco determinará la distribución de los planetas que se forman a partir de él, se desconoce mucho sobre este proceso.
Dirigido por Stefan Kraus, de la Universidad de Exeter, el equipo encontró la primera evidencia directa que confirma la predicción teórica de que las interacciones gravitacionales entre los miembros de sistemas de estrellas múltiples pueden deformar o romper sus discos, lo que resulta en anillos desalineados que rodean a los anfitriones estelares.
También observaron el sistema con el instrumento SPHERE, instalado en el VLT de ESO, y con ALMA, del que ESO es socio, y fueron capaces de obtener imágenes del anillo interior y confirmar su desalineación. El instrumento SPHERE de ESO también les permitió ver, por primera vez, la sombra que este anillo proyecta sobre el resto del disco. Esto les ayudó a averiguar la forma tridimensional del anillo y del conjunto del disco.
El equipo internacional, que incluye investigadores del Reino Unido, Bélgica, Chile, Francia y Estados Unidos, combinó sus precisas observaciones con simulaciones informáticas para entender lo que había sucedido en el sistema. Por primera vez, fueron capaces de vincular claramente las desalineaciones observadas con el teórico “efecto de desgarro de disco”, lo que sugiere que el tirón gravitacional de estrellas en diferentes planos que entran en conflicto puede deformar y romper sus discos.
Durante un período de 11 años, los investigadores realizaron observaciones del sistema de estrellas triple GW Orionis, ubicado a poco más de 1.300 años luz de distancia en la constelación de Orión. Su trabajo se logró utilizando el Very Large Telescope del European Southern Observatory y el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), un radiotelescopio compuesto por 66 antenas.
“Nuestras imágenes revelan un caso extremo en el que el disco no es plano en absoluto, sino que está deformado y tiene un anillo desalineado que se ha desprendido del disco”, añadió Kraus. Sus hallazgos fueron probados por simulaciones, que demostraron que el desorden observado en las órbitas de las tres estrellas podría haber causado que el disco se fracturara en los distintos anillos.
“Predecimos que muchos planetas en órbitas oblicuas de amplia separación serán descubiertos en futuras campañas de imágenes de planetas”, precisó el coautor Alexander Kreplin, también de la Universidad de Exeter. Bae agregó que “este sistema es un gran ejemplo de cómo la teoría y la observación pueden informarse mutuamente. Estoy emocionado de ver lo que aprendemos sobre este sistema y otros similares con estudios adicionales”.
Futuras observaciones con el ELT de ESO y otros telescopios pueden ayudar a los astrónomos a desentrañar completamente la naturaleza de GW Orionis y revelar la presencia de planetas jóvenes formándose alrededor de sus tres estrellas.
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