Los astrónomos se sorprendieron al ver una enorme sombra barriendo a través de un disco de polvo y gas que rodea a una estrella cercana, joven.
Tienen una vista de pájaro del disco, ya que se inclina de frente a la Tierra, y la sombra barre alrededor del disco al igual que las manos se mueven en torno a un reloj. Pero, a diferencia de las agujas de un reloj, la sombra toma 16 años para hacer una rotación.
Hubble tiene 18 años de observaciones de la estrella, llamada TW Hydrae. Por lo tanto, los astrónomos podrían montar una película de lapso de tiempo de la rotación de la sombra.
Explicando que es otra historia.
Los astrónomos piensan que un planeta no detectado en el disco está haciendo un trabajo pesado tirando gravitacionalmente sobre el material cerca de la estrella y la deformación de la parte interior del disco. El disco interior desalineado y torcido está proyectando su sombra sobre la superficie del disco exterior.
TW Hydrae está a 192 años luz de distancia y con unos unos 8 millones de años.
La búsqueda de planetas alrededor de otras estrellas es un negocio difícil.
Son tan pequeños y débiles que es difícil detectarlos. Sin embargo, un posible planeta en un sistema estelar cercano puede estar traicionando su presencia de una manera única: por una sombra que se extiende por todo el rostro de un gran disco de gas y polvo en forma de panqueque que rodea a una estrella joven.
El planeta en sí no produce la sombra. Pero está haciendo un trabajo pesado tirando gravitacionalmente sobre el material cerca de la estrella y la deformación de la parte interior del disco. El disco interior desalineado y torcido está proyectando su sombra sobre la superficie del disco exterior.
Un equipo de astrónomos dirigido por John Debes del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, dice que este escenario es la explicación más plausible de la sombra que se detectaron en el sistema estelar TW Hydrae, situada 192 años luz de distancia en la constelación de Hydra, también conocida como la serpiente de agua Mujer.
La estrella tiene aproximadamente 8 millones de años de edad y es ligeramente menos masiva que nuestro sol. Los investigadores descubrieron el fenómeno, mientras el análisis de 18 años de observaciones de archivo tomadas por el telescopio espacial Hubble de la NASA.
"Este es el primer disco en el que tenemos tantas imágenes durante un largo período de tiempo, por lo tanto, nos permite ver este efecto interesante", dijo Debes. "Eso nos da la esperanza de que este fenómeno sombra puede ser bastante común en los sistemas estelares jóvenes."
Debes presentará los resultados de su equipo este 7 de enero en la reunión de invierno de la Sociedad Astronómica Americana en Grapevine, Texas.
Debes primera pista 'al fenómeno era un brillo en el disco que cambió con la posición. Los astrónomos que usan el telescopio espacial Hubble de espectrógrafo de imágenes (ITS) observó por primera vez esta asimetría brillo en 2005. Sin embargo, tenían sólo un conjunto de observaciones, y no podía tomar una determinación definitiva sobre la naturaleza de la función de misterio.
Búsqueda en el archivo, el equipo Debes 'armó seis imágenes de varias épocas diferentes. Las observaciones fueron hechas por ITS y por Cámara de Infrarrojo Cercano y Multi-Objeto del Hubble Espectrómetro (NICMOS).
ITS está equipado con un coronógrafo que bloquea la luz de las estrellas dentro de cerca de 1 billón millas de la estrella, lo que permite al Hubble ven tan cerca de la estrella como de Saturno a nuestro sol. Con el tiempo, la estructura parecía moverse a la izquierda alrededor del disco, hasta que, en 2016, hasta que apareció en la misma posición que estaba en las imágenes tomadas en el año 2000.
Este período de 16 años ha desconcertado a los investigadores. Ellos pensaron originalmente que la función era parte del disco, pero el corto período de tiempo significa que la función se movía demasiado rápido para estar físicamente en el disco. En virtud de las leyes de la gravedad, los discos giran a una velocidad glacial. Las partes más externas del disco TW Hydrae tomarían siglos para completar una rotación.
"El hecho de que vi el mismo movimiento de más de 10 millones de millas de la estrella era bastante significativa, y me dijo que estaba viendo algo que fue impreso en el disco externo en lugar de algo que estaba pasando directamente en el propio disco", dijo Debes . "La mejor explicación es que la característica es una sombra que se mueve a través de la superficie del disco."
El equipo de investigación llegó a la conclusión de que lo que estaba haciendo la sombra debe estar en el interior del disco de 41 millones de millas de ancho, tan cerca de la estrella que no se pueden obtener imágenes por el Hubble o cualquier otro telescopio actual.
La forma más probable para crear una sombra es tener un disco interior que está inclinado respecto al disco exterior. De hecho, las observaciones submilimétricas de TW Hydrae por el conjunto Atacama Large Millimeter (ALMA) en Chile sugirieron una posible deformación en el disco interior.
Pero que hace que los discos se deformen? - "El escenario más plausible es la influencia gravitacional de un planeta invisible, que está tirando material fuera del plano del disco y girando el disco interior", explicó Debes. "El disco es desalineado dentro de la órbita del planeta."
Dado el relativamente corto período de 16 años del movimiento cronométrica sombra, el planeta se estima en alrededor de 100 millones de millas de la estrella - lo más cerca que la Tierra es del sol. El planeta sería más o menos el tamaño de Júpiter para tener la suficiente gravedad como para tirar del material hasta fuera del plano del disco principal. la atracción gravitatoria del planeta hace que al disco tambalearse, o movimiento de precesión, alrededor de la estrella, dando a la sombra de su periodo de rotación de 16 años.
Las observaciones recientes de TW Hydrae por ALMA en Chile añaden credibilidad a la presencia de un planeta. ALMA reveló un hueco en el disco más o menos 9 millones de millas de TW Hydrae. La brecha es significativa y podría ser la firma de un planeta no detectado.
Este nuevo estudio del Hubble ofrece una forma única para buscar planetas escondidos en la parte interior del disco y la sonda de lo que está pasando muy cerca de la estrella, que no es alcanzable en la imagen directa por los telescopios actuales.
"Lo que es sorprendente es que podemos aprender algo acerca de una parte invisible del disco mediante el estudio de la parte externa del disco y mediante la medición de la movilidad, la ubicación, y el comportamiento de una sombra", dijo Debes. "Este estudio nos muestra que incluso estos grandes discos, cuyas regiones interiores no son observables, siguen siendo dinámicos, o cambian de forma detectable que no nos imaginamos."
El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea. Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, gestiona el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, DC.
