Un equipo internacional liderado por investigadores del <a href="https://cab.inta-csic.es/" title="Centro de Astrobiología" alt="Centro de Astrobiología" target="_blank">Centro de Astrobiología</a> (CAB, CSIC-INTA) ha obtenido sorprendentes resultados tras estudiar un sistema planetario en pleno proceso de formación. El disco protoplanetario que rodea la estrella central tiene una zona vacía que lo divide en dos sub-discos, uno interno cercano a la estrella y otro externo. Las nuevas observaciones muestran un flujo de material que comunica radialmente el disco externo con el interno, alimentando a la joven estrella.
Investigadores del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) han liderado el equipo científico que ha hecho el descubrimiento observando el objeto HD 100546. Se trata de una estrella joven en formación, con una edad de unos 7 millones de años y una masa intermedia (el doble de la masa solar), que posee un disco protoplanetario. Pertenece a la categoría de estrellas "Herbig Ae/Be" y es uno de los pocos objetos en los que se puede estudiar un sistema planetario en pleno proceso de formación. Estudios previos sugieren la existencia de un posible planeta, HD 100546b, localizado en el disco, a unas 50 UA de la estrella (1 UA, o Unidad Astronómica, es la distancia media Tierra-Sol). Más cercano a la estrella, a unas 10 UA, podría encontrarse un segundo candidato, HD 100546c.
El autor principal del presente trabajo, el investigador del CAB Ignacio Mendigutía, lideró también un estudio previo sobre HD 100456 en el que se detectó un disco adicional muy cercano a la estrella central, el cual estaba separado del disco externo por un espacio entre ellos (gap), vacío de material. En ese estudio, publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, se obtuvo una tasa de acreción estelar (el ritmo al que la masa de la estrella crece) relativamente alto pese a que el disco interno no es muy masivo. La hipótesis que entonces plantearon Mendigutía y sus colaboradores fue que el disco interno estaba siendo 'alimentado' de alguna manera desde el externo, permitiendo a la estrella crecer al ritmo observado. Lo que se ha descubierto ahora es, precisamente, el 'cordón umbilical' que conecta el disco interno y el externo.
Las nuevas observaciones sugieren un flujo de materia, procedente del disco externo, que está proporcionando material al interno. Este chorro se extiende unas 20 UA de lado a lado. Los datos han sido obtenidos utilizando las técnicas de imagen polarimétrica diferencial y de óptica adaptativa con el instrumento SPHERE/ZIMPOL (SPHERE: Spectro Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch; ZIMPOL: Zurich Imaging PoLarimeter), instalado en el Very Large Telescope (VLT) de la ESO, en Chile. La relevancia de este hallazgo radica en que es la primera vez que se detecta un chorro de tan reducido tamaño y que, además, no guarda relación con la presencia de estrellas compañeras. Las escasísimas detecciones de este tipo de flujos de materia en estudios anteriores presentan tamaños mayores (del orden de 100 UA) y se observan principalmente en estrellas binarias o múltiples (HD 100546 no tiene estrellas compañeras), cuyas interacciones provocarían la aparición de los chorros.
Aunque en el presente trabajo no se ha podido confirmar la presencia de los dos protoplanetas propuestos alrededor de HD 100546, los nuevos resultados sí permiten establecer un límite máximo a la tasa de formación del segundo de ellos (HD 100456c), de modo que, o se ha formado ya, o lo hace de una forma tan lenta que impide su detección. Además, los nuevos datos sugieren que podría haber uno o más planetas aún por detectar a lo largo del chorro, que se sumarían a HD 100456b y c. Como indica Nuria Huélamo, investigadora del CAB y coautora de la investigación, una posible explicación a la existencia de este flujo de material en HD 100546 sería la presencia de planetas adicionales. "Estos planetas podrían provocar la transferencia de material en forma de chorros, desde el disco externo hacia el interno, a través del gap", asegura.
Para concluir, señala Mendigutía, "la simetría observada en el chorro recuerda a las barras centrales en algunas galaxias espirales, por lo que de confirmarse su presencia en HD 100546 sería interesante estudiar la posible analogía con estas estructuras de escala millones de veces mayor".
Referencia bibliográfica:
I. Mendigutía, R.D. Oudmaijer, A. Garufi, S.L. Lumsden, N. Huélamo, A. Cheetham, W.J. de Wit, B. Norris, F.A. Olguin y P. Tuthill. 2017. The protoplanetary system HD 100546 in H-alpha polarized light from SPHERE/ZIMPOL. A bar-like structure across the disk gap?. Astronomy & Astrophysics. DOI: 10.1051/0004-6361/201731131
