Los planetas jóvenes que orbitan a las enanas rojas pueden carecer de ingredientes para la vida.
Burbujas gigantes de material están limpiando el disco externo de la estrella.
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| Hubble captura manchas de material barriendo a través del disco estelar. Estas dos imágenes del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, tomadas con seis años de diferencia, muestran burbujas de material que se mueven rápidamente a través de un disco de escombros alrededor de la joven estrella enana roja cercana AU Microscopii (AU Mic). Las enanas rojas son las estrellas más abundantes y longevas de nuestra galaxia Vía Láctea. AU Mic tiene aproximadamente 23 millones de años. La imagen superior fue tomada en 2011; la parte inferior en 2017. El espectrógrafo de imágenes del Telescopio Espacial (STIS) del Hubble tomó las imágenes en luz visible. Esta comparación de las dos imágenes muestra el movimiento de seis años de una de las manchas conocidas (marcadas con una flecha). Los investigadores estiman que el blob, que avanza a casi 15,000 millas por hora, viajó más de 820 millones de millas entre 2011 y 2017. Eso es aproximadamente la distancia entre la Tierra y Saturno. Los astrónomos no saben cómo se lanzan las burbujas a través del sistema. Eventualmente, la mancha resaltada en la imagen barrerá el disco, escapará del agarre gravitatorio de la estrella y correrá hacia el espacio. Los astrónomos esperan que la cadena de manchas borre el disco dentro de 1,.5 millones de años. Sus velocidades estimadas de eyección son entre 9.000 millas por hora y 27.000 millas por hora, lo suficientemente rápido como para escapar de las garras gravitacionales de la estrella. Actualmente, tienen una distancia de aproximadamente 930 millones de millas a más de 5.500 millones de millas de la estrella. El disco, visto de lado, está iluminado por la luz dispersada de la estrella. El fulgor de la estrella, ubicado en el centro del disco, ha sido bloqueado por el coronagraph STIS para que los astrónomos puedan ver más estructura en el disco. El punto brillante sobre el lado izquierdo del disco en la imagen de 2017 es una estrella de fondo. El sistema se encuentra a 32 años luz de distancia, en la constelación sureña de Microscopium. (1 milla = 1,61 kilómeros), Créditos: NASA, ESA, J. Wisniewski (Universidad de Oklahoma), C. Grady (Eureka Scientific) y G. Schneider (Observatorio Steward). |
Nuestro Sol no es uno de los tipos de estrellas más abundantes en nuestra galaxia de la Vía Láctea. Ese premio es para las enanas rojas, estrellas que son más pequeñas y frías que nuestro Sol. De hecho, las enanas rojas probablemente contienen la mayor parte de la población de planetas de nuestra galaxia, que podría contar con decenas de miles de millones de mundos. Los sondeos realizados por el telescopio espacial Kepler de la NASA y otros observatorios han demostrado que los planetas rocosos son comunes alrededor de estas diminutas estrellas. Algunos de estos mundos rocosos están orbitando dentro de las zonas habitables de varias enanas rojas cercanas. Los climas templados en tales mundos podrían permitir que los océanos existan en su superficie, posiblemente nutriendo la vida.
Esa es la buena noticia. La mala noticia es que muchos de estos planetas rocosos pueden no albergar agua y material orgánico, los ingredientes necesarios para la vida tal como la conocemos. La Tierra, que se formó como un planeta "seco", fue sembrada durante cientos de millones de años con material helado de cometas y asteroides que llegaron del sistema solar exterior.
Si se necesita el mismo proceso de crianza de la vida para planetas alrededor de enanas rojas, entonces pueden estar en problemas. Investigadores que utilizan el Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Muy Grande (VLT) del Observatorio Europeo Austral en Chile descubrieron un disco de polvo y gas que se erosiona rápidamente y rodea a la joven estrella cercana enana roja AU Microscopii (AU Mic). El disco está siendo excavado por burbujas de material que se mueven rápidamente, y que actúan como un quitanieves al empujar pequeñas partículas (posiblemente conteniendo agua y otros volátiles) fuera del sistema. Los astrónomos aún no saben cómo se lanzaron las burbujas. Una teoría es que las poderosas expulsiones en masa de la estrella turbulenta los expulsaron. Tal actividad energética es común entre las enanas rojas jóvenes.
Si el disco alrededor de AU Mic continúa disipándose al ritmo actual, desaparecerá en aproximadamente 1,5 millones de años, lo que es un abrir y cerrar de ojos en el tiempo cósmico. Los cuerpos más pequeños, como los cometas y los asteroides, podrían eliminarse del disco dentro de ese breve lapso de tiempo. Los planetas, sin embargo, serían demasiado masivos para ser desplazados. Sin el enriquecimiento del cometa y el material de asteroides, los planetas pueden terminar secos, polvorientos y sin vida.
En profundidad.
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| El telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA. |
Los planetas rocosos que orbitan las estrellas enanas rojas pueden estar completamente secos y sin vida, según un nuevo estudio que utiliza el Telescopio Espacial Hubble de la NASA. El agua y los compuestos orgánicos, esenciales para la vida tal como la conocemos, pueden ser arrastrados antes de que puedan alcanzar la superficie de los planetas jóvenes.
Esta hipótesis se basa en observaciones sorprendentes de un disco de polvo y gas, que se erosiona rápidamente y rodea a la joven enana roja cercana AU Microscopii (AU Mic), realizadas por el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA y el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral en Chile. Los planetas nacen en discos como este. Las enanas rojas, que son más pequeñas y más débiles que nuestro Sol, son las estrellas más abundantes y longevas de la galaxia.
Las burbujas de material en rápido movimiento parecen estar expulsando partículas del disco AU Mic. Si el disco continúa disipándose a este ritmo rápido, desaparecerá en aproximadamente 1,5 millones de años. En ese corto tiempo, el material helado de los cometas y asteroides podría eliminarse del disco. Los cometas y los asteroides son importantes porque se cree que han sembrado planetas rocosos como la Tierra con agua y compuestos orgánicos, los componentes químicos para la vida. Si se necesita este mismo sistema de transporte para los planetas en el sistema AU Mic, entonces pueden terminar "secos" y polvorientos, lo que es inhóspito para la vida tal como lo conocemos.
"La Tierra, como sabemos, se formó 'seca', con una superficie caliente y fundida, y acumuló agua atmosférica y otros volátiles durante cientos de millones de años, enriqueciéndose con material helado de cometas y asteroides transportados desde el sistema solar exterior". dijo el co-investigador Glenn Schneider del Observatorio Steward en Tucson, Arizona.
Las observaciones están dirigidas por John Wisniewski de la Universidad de Oklahoma en Norman, cuyo equipo está compuesto por 14 astrónomos de los Estados Unidos y Europa.
Si la actividad alrededor de AU Mic es típica del proceso de nacimiento de planetas entre las enanas rojas, podría reducir aún más las posibilidades de mundos habitables en toda nuestra galaxia. Las observaciones anteriores sugieren que un torrente de luz ultravioleta de las estrellas enanas rojas jóvenes elimina rápidamente la atmósfera de los planetas en órbita. Esta estrella en particular tiene solo 23 millones de años.
Las encuestas han demostrado que los planetas terrestres son comunes alrededor de las enanas rojas. De hecho, deberían contener la mayor parte de la población del planeta de nuestra galaxia, que podría contar con decenas de miles de millones de mundos. Se han encontrado planetas dentro de la zona habitable de varias enanas rojas cercanas, pero sus características físicas son en gran parte desconocidas.
Soplado por burbujas.
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| Hubble captura estructuras intrincadas dentro de un burbuja migratoria gigante. La imagen del Telescopio Espacial Hubble a la izquierda es una vista de borde de una porción de un vasto disco de escombros alrededor de la joven enana roja cercana AU Microscopii (AU Mic). Aunque es posible que los planetas ya se hayan formado en el disco, el Hubble está rastreando el movimiento de varias manchas enormes de material que podrían "quitar la nieve" de los restos del sistema, incluidos cometas y asteroides. El cuadro en la imagen de la izquierda resalta un blob de material que se extiende por encima y por debajo del disco. El espectrógrafo de imágenes del Telescopio Espacial (STIS) del Hubble tomó la fotografía en 2018, con luz visible. El fulgor de la estrella, ubicado en el centro del disco, ha sido bloqueado por el coronógrafo STIS para que los astrónomos puedan ver más estructura en el disco. La imagen de primer plano STIS a la derecha revela, por primera vez, detalles en el material de la burbuja, incluyendo una estructura en forma de bucle y una tapa en forma de hongo. Los astrónomos esperan que el tren de burbujas borre el disco en solo 1.5 millones de años. Las consecuencias son que cualquier planeta rocoso podría quedar seco y sin vida, porque los cometas y los asteroides ya no estarán disponibles para barnizar los planetas con agua o compuestos orgánicos. AU Mic tiene aproximadamente 23 millones de años. El sistema se encuentra a 32 años luz de distancia, en la constelación sureña de Microscopium. Créditos: NASA, ESA, J. Wisniewski (Universidad de Oklahoma), C. Grady (Eureka Scientific) y G. Schneider (Observatorio Steward). |
Las observaciones del Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial (STIS) del Hubble y el VLT muestran que el disco circunferencial AU Mic está siendo excavado por burbujas de rápido movimiento de material circunstancial, que actúan como un quitanieves al empujar partículas pequeñas (posiblemente conteniendo agua y otros volátiles) fuera del sistema. Los investigadores aún no saben cómo se lanzaron las manchas. Una teoría es que las poderosas expulsiones en masa de la estrella turbulenta los expulsaron. Tal actividad energética es común entre las enanas rojas jóvenes.
"Estas observaciones sugieren que los planetas acuíferos pueden ser raros alrededor de las enanas rojas porque todos los cuerpos más pequeños que transportan agua y sustancias orgánicas son expulsados al excavar el disco", explicó Carol Grady de Eureka Scientific en Oakland, California, co-investigadora en la Observaciones del Hubble.
La teoría convencional sostiene que hace miles de millones de años la Tierra se formó como un planeta comparativamente seco. Los asteroides y cometas gravitacionalmente perturbados, ricos en agua del sistema solar exterior más frío, bombardearon la Tierra y sembraron la superficie con hielo y compuestos orgánicos. "Sin embargo, este proceso puede no funcionar en todos los sistemas planetarios", dijo Grady.
El equipo determinó la vida útil del disco utilizando una masa estimada del disco de un estudio independiente, así como calculando la masa de las burbujas que se escapan en sus datos de luz visible STIS. La masa de cada mancha es aproximadamente cuatro diez millonésimas de la masa de la Tierra. La masa del disco, aproximadamente 1.7 veces más masiva que la Tierra, se basa en los datos tomados por la matriz de milímetro / submilimétrico grande de Atacama (ALMA).
Aunque la masa de las burbujas rebeldes parece pequeña, el diámetro de cada gota podría extenderse al menos desde el Sol hasta Júpiter. En la actualidad, el equipo ha detectado seis burbujas salientes, pero es posible que haya un flujo continuo de ellas. Los grupos de manchas que se desplazan a través del disco podrían barrer el material con bastante rapidez.
"La rápida disipación del disco no es algo que hubiera esperado", dijo Grady. "Sobre la base de las observaciones de los discos alrededor de estrellas más luminosas, esperábamos que los discos alrededor de estrellas enanas rojas más débiles tuvieran un lapso de tiempo más largo. En este sistema, el disco desaparecerá antes de que la estrella tenga 25 millones de años". Añadió que AU Mic probablemente comenzó con un borde exterior de pequeños cuerpos helados, como el cinturón de Kuiper que se encuentra dentro de nuestro propio sistema solar. Si el disco no se estuviera erosionando, habría proporcionado hielos a los planetas interiores secos.
Investigando el misterio de las burbujas.
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| La vista detallada del banco óptico SPHERE se muestra con los principales subsistemas claramente visibles. SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) está instalado en el Telescopio Muy Grande de ESO, y ayudará a los investigadores a obtener imágenes de exoplanetas que son más grandes que Júpiter. Crédito: ESO. |
Los astrónomos del Hubble detectaron las manchas en las imágenes de luz visible del STIS tomadas en 2010-2011. Como seguimiento al estudio del Hubble, el instrumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research), montado en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile, realizó observaciones en el infrarrojo cercano. Las características en el disco fueron insinuadas en observaciones realizadas en 2004 por telescopios terrestres y la Cámara avanzada para encuestas del Hubble.
Hasta ahora, el equipo ha descubierto manchas en el lado sureste del disco, con velocidades de eyección estimadas entre 9.000 millas por hora y 27.000 millas por hora, lo suficientemente rápido para escapar de las garras gravitacionales de la estrella. Actualmente, tienen una distancia de aproximadamente 930 millones de millas a más de 5.500 millones de millas de la estrella.
El Hubble también está mostrando que estas burbujas pueden no ser solo bolas gigantes de escombros polvorientos. El telescopio ha resuelto la subestructura en una de las manchas, incluida una tapa en forma de hongo sobre el plano del propio disco y una compleja estructura "tipo bucle" debajo del disco. "Estas estructuras podrían dar pistas sobre los mecanismos que impulsan estas burbujas", dijo Schneider. El sistema se encuentra a 32 años luz de distancia, en la constelación sureña de Microscopium.
"AU Mic está en una posición ideal", dijo Schneider. "Pero es solo uno de aproximadamente tres o cuatro sistemas de enanas rojas con discos conocidos de dispersión de luz estelar de desechos circunstelares. Los otros sistemas conocidos suelen estar seis veces más lejos, por lo que es un desafío realizar un estudio detallado de los tipos de características. En esos discos que vemos en AU Mic ".
Sin embargo, los astrónomos están comenzando a identificar alguna actividad posiblemente similar en estos otros sistemas. "Muestra que AU Mic no es único", dijo Grady. "De hecho, se podría argumentar que debido a que es uno de los sistemas más cercanos de este tipo, sería poco probable que fuera único".
Las observaciones de AU Mic muestran la importancia del entorno del disco de una estrella en la formación y evolución del planeta. "Lo que hemos aprendido es que los discos parecen ser una parte normal de la historia de los sistemas planetarios", dijo Grady. "Si no entiendes el disco de una estrella, no entiendes bien el sistema planetario resultante".
Grady presentará los resultados del equipo en una conferencia de prensa el 8 de enero de 2019, en la 233 reunión de la American Astronomical Society en Seattle, Washington.
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI, por sus siglas en inglés) en Baltimore, Maryland, realiza las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, D.C.
Créditos:
NASA, ESA, J. Wisniewski (Universidad de Oklahoma), C. Grady (Eureka Scientific) y G. Schneider (Observatorio Steward)
Contactos.
Donna Weaver / Ray Villard
Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland
410-338-4493 / 410-338-4514
Carol grady
Eureka Scientific, Oakland, California
Glenn Schneider
Observatorio Steward, Tucson, Arizona
John Wisniewski
Universidad de Oklahoma, Norman, Oklahoma
• Publicado en HubbleSite el 8 de enero del 2.019, enlace publicación.
