Resumen: El problema de encontrar un mundo que uno no puede ver es trabajo detectivesco para algunos de los más poderosos telescopios terrestres. Un reto es observar discos de polvo buscando señales de planetas mediante sus previstos rastros barridos.






basado en un informe del Observatorio Keck

La más nítida imagen jamás tomada de un disco de polvo alrededor de otra estrella ha revelado estructuras en el disco que son señales de planetas no vistos.

La imagen en luz visible del disco circunestelar que rodea a la joven estrella AU Mic fue descubierta mediante el telescopio de 2,2 metros de la Universidad de Hawai. El disco se ve de canto, revelado por la luz estelar dispersa por los pequeños granos de polvo. El largo total es de aproximadamente 210 Unidades Astronómicas. Una máscara opaca y sus filamentos entrecruzados de sostén bloquean la brillante luz de la estrella, permitiendo la detección del disco tenue. El análisis de la radiación de AU Mic muestra que el disco interior no contiene material, lo que supone una prueba indirecta de planetas recién formados en la región interna. Imagen: Paul Kalas

El Dr. Michael Liu, astrónomo del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai, ha adquirido imágenes de alta resolución de la cercana estrella AU Microscopii (AU Mic) usando el Telescopio Keck II, el telescopio infrarrojo más grande del mundo. A una distancia de solo 33 años luz, AU Mic es la estrella más cercana que posee un visible disco de polvo. Se cree que tales discos sean los lugares de nacimientos de planetas.

“Aún no podemos captar imágenes de los planetas jóvenes que rodean a AU Mic, pero no se pueden esconder completamente de nosotros. Se descubren a sí mismos a través de su influencia gravitacional, formando patrones en el mar de granos de polvo que orbitan la estrella”, dijo el Dr. Liu. Los resultados serán publicados en línea en Science Express con fecha 12 de Agosto y en la edición impresa de Science de Septiembre. Un disco de polvo aparecería ordinariamente sin rasgos y simétrico, ya que cualquier disturbio sería alisado hacia afuera mientras el material orbita la estrella. Sin embargo, esto no se observa en el caso de la AU Mic. En lugar de eso, el Dr. Liu ha descubierto que el disco es asimétrico y posee masas. Estas estructuras se originan y son mantenidas debido a la influencia gravitacional de compañeros planetarios no vistos.

Las masas en el disco de la AU Mic yacen en separaciones distantes de 20 a 40 Unidades Astronómicas de la estrella central (una Unidad Astronómica es la distancia de la Tierra al Sol), o cerca de 3 a 6 miles de millones de kilómetros (2 a 4 miles de millones de millas). En nuestro propio sistema solar, esto corresponde a las regiones donde residen Neptuno y Plutón. La AU Mic es una estrella roja débil, con solo la mitad de la masa y una décima de la energía producida por el Sol. Estudios previos han mostrado que la AU Mic tiene cerca de 12 millones de años, una época que se cree esté en fase de formación planetaria. En comparación, nuestro Sol tiene cerca de 4.6 miles de millones de años, o casi 400 veces más viejo, y la formación planetaria ya terminó hace tiempo.

“Estudiando estrellas muy jóvenes como la AU Mic, logramos penetrar en el proceso de formación planetaria mientras éste ocurre. Como resultado, aprendemos acerca del nacimiento de nuestro propio sistema solar y sus planetas”, dijo Liu. Las imágenes solas no pueden aún decirnos que tipos de planetas están presentes, solo que los planetas son lo suficientemente masivos para alterar gravitacionalmente la distribución del polvo. Sin embargo, se observa que muchas estructuras en el disco de la AU Mic son elípticas (no circulares), indicando que las órbitas planetarias son elípticas. Esto es distinto a nuestro propio sistema solar, donde la mayoría de los planetas siguen órbitas circulares. Las imágenes de discos alrededor de estrellas cercanas son muy raras.

Combinando la luz de los telescopios gigantes gemelos de Mauna Kea se obtendrán imágenes capaces de captar planetas del tamaño de Júpiter que orbiten estrellas cercanas. Crédito: Observatorio Keck

A principios de este año, el Dr. Liu y sus colegas anunciaron el descubrimiento del gran disco polvoriento alrededor de la AU Mic. La luz del disco de la AU Mic se origina de las pequeñas partículas de polvo que reflejan la luz de la estrella central. Las imágenes nuevas son 30 veces más nítidas que las primeras, permitiendo el descubrimiento de las masas en el disco interno de la AU Mic. El Dr. Liu usó el Telescopio Keck II localizado en Mauna Kea, Hawai para esta investigación.

Los dos Telescopios Keck son los telescopios infrarrojos más grandes del mundo, cada uno con un espejo primario de 10 metros (33 pies) de diámetro. Los telescopios están equipados con óptica adaptiva, una poderosa tecnología que corrige las imágenes astronómicas del desenfoque causado por la turbulenta atmósfera de la Tierra. Las imágenes infrarrojas resultantes son las más nítidas jamás obtenidas de un disco circunestelar, con una resolución angular de 1/25 de un arcosegundo, cerca de 1/500,000 del diámetro de la luna llena. Si la visión de una persona fuera tan clara como el sistema de óptica adaptiva de Keck, sería capaz de leer una revista que estuviera a una milla de distancia.

En el caso de la AU Mic, las imágenes del Keck pueden ver rasgos tan pequeños como 0.4 Unidades Astronómicas, menos de la mitad de la distancia de la Tierra al Sol. “Es notable lo rápido que la Óptica Adaptiva en el Keck ha venido a ser una exótica demostración de tecnología para producir resultados científicos de calidad sin precedente”, dijo el Dr. Frederic H. Chaffee, director del Observatorio W. M. Keck.

“Estamos entrando a una nueva era de imágenes de alta resolución en la astronomía. Las impresionantes imágenes del Dr. Liu de posibles planetas en formación alrededor de la AU Mic habrían sido inimaginables desde cualquier telescopio –terrestre o espacial—apenas hace algunos años. Es una época emocionante para todos nosotros”.