A veces se cree que el espacio entre las estrellas está “vacío”, pero no es el caso. Tal área está llena con zonas de gas de baja densidad y cuando un cúmulo relativamente denso de gas llega cerca de una estrella, el flujo resultante produce una fuerza de arrastre sobre cualquier partícula orbital. La fuerza sólo afecta a las partículas más pequeñas – aquellas de aproximadamene un micrómetro de diámetro, o el tamaño de las partículas del humo.
Esto explica las formas de otro modo difíciles de comprender de esos discos repletos de polvo, de acuerdo con un equipo liderado por John Debes en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
Esta película compara una imagen de Hubble del disco de escombros alrededor de HD 61005, una joven estrella situada a 100 años luz de distancia en la constelación de Puppis, para un modelo tridimensional basado en un arrastre de gas. Crédito: NASA/J. Debes, M. Kuchner (GSFC) and A. Weinberger (CIW)
“Los discos contienen pequeños cuerpos similares a cometas – o asteroides – que pueden crecer para formar planetas”, dijo Debes. “Estos pequeños cuerpos a menudo colisionan, lo cual produce una gran cantidad de polvo fino”. Cuando la estrella se mueve a través de la galaxia, se encuentra con finas nubes de gas que crea un tipo de viento interestelar. “Las partículas pequeñas impactan en el flujo, frenando, y gradualmente desviándolas de las trayectorias originales que siguen. Este fino polvo normalmente es eliminado en colisiones entre las partículas, presión de radiación de la luz estelar y otras fuerzas. El arrastre del gas interestelar los lleva a un viaje distinto del que habría tomado de otra forma”.
Trabajando junto con Alycia Weinberger en la Institución Carnegie de Washington y el astrofísico de Goddard Marc Kuchner, Debes usó el Telescopio Espacial Hubble para investigar la composición del polvo alrededor de la estrella HD 32297, la cual está a 340 años luz de distancia en la constelación de Orión. Observó que el interior del disco de polvo – una región de un tamaño comparable a nuestro propio Sistema Solar – se curvaba de una forma que encajaba con una curvatura anteriormente conocida a distancias mayores.
“Otra investigación indicó que había nubes de gas interestelar en la vecindad”, dijo Debes. “Las piezas se unieron para hacerme pensar que este arrastre del gas era una buena explicación para lo que estaba pasando”.
“Parece que el gas interestelar ayuda a los sistemas planetarios jóvenes a arrojar polvo de la misma forma que la brisa de verano ayuda a dispersar las semillas de los dientes de león”, dijo Kuchner.
Cuando las partículas de polvo responden al viento interestelar, un disco de escombros puede tomar formas peculiares determinadas por los detalles de su colisión con la nube de gas. En un encuentro frontal, tal como el de la estrella HD 61005 en la contelación de Puppis, el borde del disco de curva suavemente alejándose de la dirección del movimiento. El polvo fino se queda atrás, formando un cilindro a su paso. Si el disco corta de lado el gas interestelar, el viento resultante aleja el polvo fino de la porción interior de la nube, dando como resultado un disco asimétrico.
“El arrastre del gas interestelar sólo afecta a las afueras del disco, donde la gravedad de la estrella no puede mantener unido el material”, dijo Weinberger.
Los sistemas estudiados tienen aproximadamente 100 millones de años de antigüedad y recuerdan a nuestro propio Sistema Solar poco después de que se formasen los planetas principales. Aunque los astrónomos no saben si hay planetas merodeando en el interior de estos discos, una mejor comprensión de los procesos que afectan a las regiones externas de los discos arrojará luz sobre cómo los planetas “gigantes de hielo” como Urano y Neptuno – y el enjambre más lejano de cuerpos pequeños helados conocidos como el Cinturón de Kuiper – formados en el interior del Sistema Solar.
Los astrónomos han atribuido a veces las curvaturas en los discos de polvo a la presencia de planetas no descubiertos o a encuentros pasados con otra estrella. “Pero esperamos que el polvo interestelar esté por allí – está en todas partes”, dijo Debes. “Es importante considerar la ecología de estos discos de escombros antes de llegar a tales conclusiones, y este modelo explica gran parte de los discos extrañamente curvados que vemos”.
Un artículo que describe el modelo aparece en el ejemplar del 1 de septiembre de la revista The Astrophysical Journal.
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