Discos deformados en un sistema triple

Nuestro sistema solar se formó hace unos 4 600 millones de años. Un disco protoplanetario extremadamente plano dio lugar a nuestro Sol, llevándose casi toda la masa. Y con la restante formó los ocho planetas y demás cuerpos menores que lo orbitan como asteroides, cometas o planetas enanos. Es por eso que los planetas, los cuerpos más grandes del sistema solar además del Sol, todos giran aproximadamente en el mismo plano.

¿Qué le ocurriría a un disco protoplanetario de múltiples estrellas? Para responder a esta pregunta nos iremos a GW Orionis, un sistema situado a unso 1 300 años luz de distancia en dirección a la constelación de Orión. Este sistema está formado por tres estrellas y presenta un disco no solo desgarrado sino también deformado que incluye en su parte más interna una formación en anillo.

«Nuestras imágenes revelan un caso extremo en el que el disco no es plano en absoluto, sino que está deformado y tiene un anillo desalineado que se ha separado del disco», explica Stefan Kraus, profesor de Astrofísica en la universidad de Exeter (Reino Unido) y autor principal de un artículo (Kraus, 2020) que ha sido publicado hoy en la revista Science.

sistema gw orionis — Representación artística del sistema GW Oriones y sus discos y anillos (izquierda) y las imágenes reales compuestas a raíz de los datos obtenidos con el VLT || Créditos: ESO/L. Calçada, Exeter/Kraus et al. (Ampliar).

Un posible sistema solar

Esta investigación ha estimado la masa del anillo interior y la han estimado en 30 veces la masa de la Tierra cuya composición sería en su mayor parte de polvo. Debido a esto es una zona propensa a la formación de exoplanetas. Alexander Kreplin, coautor del artículo que expone la investigación, afirma que «Cualquier planeta formado dentro del anillo desalineado orbitará a la estrella en órbitas altamente oblicuas».

Proceso de observación

Lo cierto es que a estos resultados no se han llegado de un día para otro. El equipo de Kraus observó este sistema durante 11 años. Observaron el sistema con el VLT (Very Large Telescope) de ESO en modo interferómetro con sus instrumentos AMBER (Astronomical Multi-BEam combineR) y GRAVITY. De esta forma pudieron ver la forma en la que las estrellas del sistema orbitan el centro de masas común. Con estas observaciones descubrieron que no giran en el mismo plano, sino que sus órbitas están dispuestas en planos diferentes.

Ya fuera del a disposición de interferómetro pero también con el VLT, utilizaron el instrumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument) y con el conjunto de radiotelescopios de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Gracias a ello pudieronapreciar la sombra que el anillo proyecta sobre el resto del disco. Y así lograron apreciar la estructura tridimensional del anillo y apreciar todo el conjunto.

alma y sphere — Izquierda: imagen obtenida por ALMA que muestra la estructura anillada del disco. Derecha: imagen obtenida con SPHERE donde se pudo ver por primera vez la sombra del anillo más interno || Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), ESO/Exeter/Kraus et al (Ampliar).

Observación complementaria del sistema

Otro equipo de investigadores liderado por Jiaqing Bi de la universidad de Victoria (Canadá) publicó el pasado mayo un artículo (Bi, 2020) en The Astrophysical Journal Letters donde se lograron identificar tres anillos de polvo con observaciones realizadas con ALMA. De los tres, destaca el más externo ya que es el más grande jamás observado en discos protoplanetarios.

sistema estelar triple — *Discos observados en el sistema GW Ori || Créditos: ApJL/Bi et al.*

Con estas investigaciones ya está consolidado el caldo de cultivo para que telescopios futuros puedan observar el sistema GW Orionis y así revelar la presencia de planetas girando alrededor de este sistema triple, y hacer extensivo estos estudios a otros sistemas múltiples que presenten estas mismas características.

Referencias

Bi, J. et al (2020). «GW Ori: Interactions between a Triple-star System and Its Circumtriple Disk in Action». The Astrophysical Journal Letters, 895 L18. DOI: 10.3847/2041-8213/ab8eb4 (Ver). (PDF).
eso2014 (2020). «New Observations Show Planet-forming Disc Torn Apart by its Three Central Stars». ESO Science Release (Ver).
eso2014es (2020). «Nuevas observaciones muestran discos de formación planetaria destrozados por sus tres estrellas centrales». ESO Comunicado Científico (Ver).
Kraus, S. et al (2020). «A triple star system with a misaligned and warped circumstellar disk shaped by disk tearing». Science 369, Issue 6508, pp. 1233-1238. DOI: 10.1126/science.aba4633 (Ver) (PDF).