10 mar. 2014

Las estrellas masivas cercanas impedirían la formación de sistemas planetarios

La nebulosa de Orión es el hogar de cientos de estrellas jóvenes y también de objetos que llegarán a ser estrellas, denominados protoestrellas. Estas estrellas en formación todavía no han comenzado sus fusiones nucleares sostenidas y están inmersas en discos protoplanetarios. En muchos de estos sistemas nacientes se pueden llegar a desarrollar planetas, mientras que otros, el polvo y el gas para la formación planetaria será retirado violentamente, muy lejos, por la radiación ultravioleta intensa emitida por las estrellas masivas de tipo O que se esconden en las inmediaciones.
Un equipo de astrónomos de Canadá y los Estados Unidos han utilizado el telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para estudiar a qué distancia deberían estar las protoestrellas de las estrellas madivas tipo O para poder desarrollar planetas.

Nebulosa de Orión. By NASA, ESA, M. Robberto (Space Telescope
Science Institute/ESA) and the Hubble Space Telescope
 Orion Treasury Project Team [Public domain]
Sus datos revelan que las protoestrellas a distancias inferiores de los 0,1 años luz (unos 900 mil millones de kilómetros) de las estrellas luminosas tipo O, no podrán desarrollar planetas pues las nubes de gas y polvo serán barridas por la intensa radiación es estas estrellas destructoras. La rapidez con que perderían este envoltorio de gas y polvo las estrellas en formación sería aproximadamente en unos pocos millonesdeaños, tiempo suficientemente corto para impedir la formación de planetas.
"Las estrellas de tipo O, que son realmente monstruos en comparación con nuestro Sol, emiten enormes cantidades de radiación ultravioleta y esto puede causar estragos durante el desarrollo de los sistemas planetarios jóvenes", comentó Rita Mann, un astrónomo del National Research Council of Canada in Victoria, y el autor principal de un artículo en la revista Astrophysical Journal. "Empleando el telescopio ALMA, vimos docenas de estrellas embrionarias con potencial de formación planetaria y, por primera vez, existen claros indicios de discos protoplanetarios que simplemente desaparecieron bajo el intenso resplandor de una estrella masiva cercana."

Tipos espectrales
Muchas, si no todas, las estrellas similares al Sol nacen en viveros estelares de hacinamiento similares a la Nebulosa de Orión. En el transcurso de unos pocos millones de años, los granos de polvo y depósitos de gas se combinan en grandes cuerpos más densos. En estado de relativo aislamiento, estos sistemas evolucionan para convertirse en sistemas planetarios con componentes de diversa masa, dependiendo de la disponibilidad de gas y polvo.
Los astrónomos creen que las estrellas masivas de corta vida que viven en los alrededores de las grandes nubes de interestelares son esenciales para la formación de generaciones posteriores de estrellas. Esto es así porque al final de sus vidas, las estrellas madivas explotan violentamente en forma de supernova sembrando el espacio de elementos metálicos (en astrofísica estelar se denominan metales a todos los elementos químicos más pesados que el helio). Además, estas explosiones proporcionan ondas de choque que facilitan la compresión de las nubes de formación estelar y planetaria.
Pero como se mencionó, mientras estas estrellas masivas permanecen brillando, pueden ser francamente destructoras para sistemas planetarios que se encuentren en estado embrionario y que se hallen en las cercanías.

Representación artística de exoplanetas. Estos se formarán siempre y 
cuando la protoestrella y su disco protoplanetario se hallen a
distancias considerables de estrellas masivas tipo O
"Las estrellas masivas son calientes y cientos de veces más luminosas que nuestro Sol", dijo James Di Francesco, también del National Research Council of Canada. "Sus fotones altamente energéticos pueden agotar rápidamente a un disco protoplanetario cercano, calentando su gas y barriéndolo al espacio interestelar".
Anteriores observaciones con el Telescopio Espacial Hubble revelaron imágenes sorprendentes de la Nebulosa Orión. Se ven nubes de gas en forma de lágrima, como si su polvo y gas estuviese siendo arrastro lejos a causa de una estrella masiva cercana. Estas imágenes ópticas, sin embargo, no podían revelar nada acerca de la cantidad de polvo que estaba presente o cómo las concentraciones de polvo y gas cambian en relación a la cantidad de estrellas masivas cercanas.
Las nuevas observaciones del ALMA detectan estos y otros eventos de formación de discos protoplanetarios, duplicando su número obtenido en anteriores observaciones. El ALMA también pudo ver más allá de su apariencia superficial, mirando profundamente dentro de ellos para medir realmente la cantidad de masa que poseen estos discos protoplanetarios.
A partir de la combinación de estos estudios con observaciones anteriores hechas con el telescopio SMA (Submillimeter Array) de Hawai, los investigadores encontraron que cualquier protoestrella que se halle en cercanías de la influencia ultravioleta de una estrella masiva tendría gran parte de su disco de material destruido en muy poco tiempo. Los discos protoplanetarios de estas estrellas sólo conservan menos de la mitad de la masa necesaria para crear siquiera un planeta de las dimensiones de Júpiter. Sin embargo, más allá de un radio de 0,1 años luz de la región dominada por la radiación ultravioleta de una estrella masiva cercana, los investigadores observaron un amplio rango de masas en discos protoplanetarios, que van desde 1 vez a 80 veces la masa del planeta Júpiter. Estos valores de masa, además, concuerdan con las que se hallan presentes en las regiones localizadas de formación estelar.
"En conjunto, nuestras investigaciones con el ALMA sugieren que las regiones con intensa radiación ultravioleta no son sólo inhóspitas, sino que francamente peligrosas para la formación de planetas. Con una distancia suficiente, sin embargo, es posible encontrar un ambiente mucho más agradable", dijo Mann. Y concluyó: "Este trabajo es realmente la punta de un iceberg de lo que saldrá del ALMA, esperamos finalmente descubrir sistemas solares comunes como lo es el que gobierna nuestro Sol."

Por Mariano Miguel Lanzi

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