sábado, enero 19, 2019

Los planetas jóvenes que orbitan a las enanas rojas podrían carecer de ingredientes para la vida

Las gotas gigantes de material están limpiando el disco de la estrella
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 llegar a 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) del Hubble 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 son 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 Blobs
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.
El misterio de las burbujas
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 tomadas 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 estos blobs", 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, DC
Creditos: NASA , ESA , J. Wisniewski (Universidad de Oklahoma), C. Grady (Eureka Scientific) y G. Schneider (Observatorio Steward)

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