Imágenes del disco de AU Mic obtenidas en 2010 y 2011 por Hubble, y en 2014 por VLT/SPHERE (donde se observan ondas o arcos a la izquierda), bloqueando con círculos negros la brillante luz de la estrella central. Fuentes: ESO/NASA/ESA.
Utilizando imágenes del Telecospio Espacial Hubble de la NASA/ESA y del Telescopio Muy Grande (Very Large Telescope) de ESO (Observatorio Austral Europeo), los astrónomos han descubierto estructuras nunca antes vistas en un disco de polvo que rodea a una estrella cercana.
Las formas, que se mueven rápidamente como si fueran ondas en el disco de la estrella AU Microscopii, son diferentes a todo lo observado, o incluso predicho, hasta ahora. El origen y la naturaleza de estas estructuras presenta un nuevo misterio para los astrónomos. Los resultados se publican en la revista Nature.
AU Microscopii, o AU Mic para abreviar, señala la nota de Hubble, es una joven estrella cercana, a solo 32 años luz de distancia, y está rodeada por un gran disco de polvo -formado por asteroides pulverizados-. Los estudios de este tipo de discos de escombros pueden proporcionar valiosas pistas sobre cómo se crearon los planetas, que se forman a partir de estos discos.
Los astrónomos han estado buscando en el disco de AU Mic cualquier signo de estructuras grumosas o deformadas, que podrían revelar la localización de posibles planetas. En 2014 se utilizaron las poderosas capacidades de imagen de alto contraste del instrumento SPHERE (esfera), recién instalado en el Very Large Telescope, y descubrieron algo muy inusual.
"Nuestras observaciones han mostrado algo inesperado", explica Anthony Boccaletti, del Observatorio de París (Francia), autor principal del artículo. "Las imágenes de SPHERE muestran un conjunto de características inexplicables en el disco que tienen una estructura de arco, o de onda, a diferencia de cualquier cosa que jamás se ha observado antes."
En las imágenes aparecen a diferentes distancias de la estrella cinco arcos en forma de onda, que recuerdan a las ondas en el agua. Después de la detección de estas imágenes, el equipo recuperó otras anteriores del disco tomadas por Hubble en 2010 y 2011 para determinar si las estructuras también eran visibles en ellas. No sólo eran capaces de identificarlas, sino que además descubrieron que habían cambiado con el tiempo. Resulta que estas ondas se mueven, ¡y muy rápido!
"Reprocesamos las imágenes de los datos de Hubble y terminamos con suficiente información para rastrear el movimiento de estas estructuras extrañas en un período de cuatro años", explica el miembro del equipo Christian Thalmann (Escuela Politécnica Federal de Zúrich, Suiza). "Al hacer esto, encontramos que los arcos se están alejando de la estrella a velocidades ¡de hasta unos 40 000 kilometros/hora!"
Las formas más alejadas de la estrella parecen moverse más rápido que las más cercanos a ella. Al menos tres de ellas se están moviendo tan rápido que bien podrían escapar de la atracción gravitatoria de la estrella.
Tan altas velocidades descartan la posibilidad de que se trate de formas convencionales del disco causadas por objetos -como planetas- perturbando el material del disco mientras orbitan la estrella. Según los investigadores, debe haber habido algo más que acelerara las ondas e hiciera que se muevan con tanta rapidez, lo que significa que son un signo de algo verdaderamente inusual. La vista de canto del disco dificulta su interpretación.
Las formas, que se mueven rápidamente como si fueran ondas en el disco de la estrella AU Microscopii, son diferentes a todo lo observado, o incluso predicho, hasta ahora. El origen y la naturaleza de estas estructuras presenta un nuevo misterio para los astrónomos. Los resultados se publican en la revista Nature.
AU Microscopii, o AU Mic para abreviar, señala la nota de Hubble, es una joven estrella cercana, a solo 32 años luz de distancia, y está rodeada por un gran disco de polvo -formado por asteroides pulverizados-. Los estudios de este tipo de discos de escombros pueden proporcionar valiosas pistas sobre cómo se crearon los planetas, que se forman a partir de estos discos.
Los astrónomos han estado buscando en el disco de AU Mic cualquier signo de estructuras grumosas o deformadas, que podrían revelar la localización de posibles planetas. En 2014 se utilizaron las poderosas capacidades de imagen de alto contraste del instrumento SPHERE (esfera), recién instalado en el Very Large Telescope, y descubrieron algo muy inusual.
"Nuestras observaciones han mostrado algo inesperado", explica Anthony Boccaletti, del Observatorio de París (Francia), autor principal del artículo. "Las imágenes de SPHERE muestran un conjunto de características inexplicables en el disco que tienen una estructura de arco, o de onda, a diferencia de cualquier cosa que jamás se ha observado antes."
En las imágenes aparecen a diferentes distancias de la estrella cinco arcos en forma de onda, que recuerdan a las ondas en el agua. Después de la detección de estas imágenes, el equipo recuperó otras anteriores del disco tomadas por Hubble en 2010 y 2011 para determinar si las estructuras también eran visibles en ellas. No sólo eran capaces de identificarlas, sino que además descubrieron que habían cambiado con el tiempo. Resulta que estas ondas se mueven, ¡y muy rápido!
"Reprocesamos las imágenes de los datos de Hubble y terminamos con suficiente información para rastrear el movimiento de estas estructuras extrañas en un período de cuatro años", explica el miembro del equipo Christian Thalmann (Escuela Politécnica Federal de Zúrich, Suiza). "Al hacer esto, encontramos que los arcos se están alejando de la estrella a velocidades ¡de hasta unos 40 000 kilometros/hora!"
Las formas más alejadas de la estrella parecen moverse más rápido que las más cercanos a ella. Al menos tres de ellas se están moviendo tan rápido que bien podrían escapar de la atracción gravitatoria de la estrella.
Tan altas velocidades descartan la posibilidad de que se trate de formas convencionales del disco causadas por objetos -como planetas- perturbando el material del disco mientras orbitan la estrella. Según los investigadores, debe haber habido algo más que acelerara las ondas e hiciera que se muevan con tanta rapidez, lo que significa que son un signo de algo verdaderamente inusual. La vista de canto del disco dificulta su interpretación.
Hipótesis
El equipo no puede decir con certeza qué causó estas misteriosas ondas alrededor de la estrella. Pero han considerado y descartado una serie de fenómenos como explicaciones, incluyendo la colisión de dos objetos tipo-asteroide masivos y raros, que liberaran grandes cantidades de polvo, así como ondas espirales provocadas por inestabilidades en la gravedad del sistema.
Pero otras ideas parecen más prometedoras. "Una explicación de las estructuras las vincula a las llamaradas de la estrella. AU Mic es una estrella con una alta actividad de este tipo: a menudo libera explosiones enormes y repentinas de energía sobre o cerca de la superficie", explica el coautor Glenn Schneider, del Observatorio Steward (EE.UU.)
"Una de estas llamaradas quizá podría haber provocado algo en uno de los planetas -si hay planetas-, como una pérdida violento de material que ahora podría estar propagándose por el disco, impulsado por la fuerza de la llamarada."
"Es muy satisfactorio que SPHERE haya demostrado ser muy capaz de estudiar discos como este en su primer año de operación", añade Jean-Luc Beuzit, que es a la vez co-autor del nuevo estudio y también dirigió el desarrollo de SPHERE.
El equipo planea seguir observando el sistema de AU Mic con SPHERE y otras instalaciones, como ALMA, para tratar de entender lo que está sucediendo. Pero, por ahora, estas curiosas formas siguen siendo un misterio sin resolver.
El equipo no puede decir con certeza qué causó estas misteriosas ondas alrededor de la estrella. Pero han considerado y descartado una serie de fenómenos como explicaciones, incluyendo la colisión de dos objetos tipo-asteroide masivos y raros, que liberaran grandes cantidades de polvo, así como ondas espirales provocadas por inestabilidades en la gravedad del sistema.
Pero otras ideas parecen más prometedoras. "Una explicación de las estructuras las vincula a las llamaradas de la estrella. AU Mic es una estrella con una alta actividad de este tipo: a menudo libera explosiones enormes y repentinas de energía sobre o cerca de la superficie", explica el coautor Glenn Schneider, del Observatorio Steward (EE.UU.)
"Una de estas llamaradas quizá podría haber provocado algo en uno de los planetas -si hay planetas-, como una pérdida violento de material que ahora podría estar propagándose por el disco, impulsado por la fuerza de la llamarada."
"Es muy satisfactorio que SPHERE haya demostrado ser muy capaz de estudiar discos como este en su primer año de operación", añade Jean-Luc Beuzit, que es a la vez co-autor del nuevo estudio y también dirigió el desarrollo de SPHERE.
El equipo planea seguir observando el sistema de AU Mic con SPHERE y otras instalaciones, como ALMA, para tratar de entender lo que está sucediendo. Pero, por ahora, estas curiosas formas siguen siendo un misterio sin resolver.
Referencia bibliográfica:
Anthony Boccaletti et al.: Fast-moving features in the debris disk around AU Microscopii. Nature (2015). DOI: 10.1038/nature15705.
Anthony Boccaletti et al.: Fast-moving features in the debris disk around AU Microscopii. Nature (2015). DOI: 10.1038/nature15705.