TW Hya Asociación: Pequeñas estrellas Pack radiografía grande Punch para posibles planetas

Jóvenes estrellas menos masivas que el Sol puede que la explosión de un planeta haya formando discos alrededor de ellas con poderosas cantidades de rayos x.

•Scientists a menudo buscan exoplanetas alrededor de estrellas porque tienen propiedades más favorables para la detección.

• Este resultado revela pistas sobre el proceso de formación estelar y la tasa de supervivencia del planeta formando discos.

Se utilizaron datos de •Chandra para mirar la intensidad de los rayos x producidos por las estrellas y los datos infrarrojos demostraron si el sistema tenía un disco de formación de planeta.

Jóvenes estrellas mucho menos masivas que el Sol puede desatar un torrente de rayos x que pueden reducir significativamente la vida útil del planeta formando discos alrededor de estas estrellas. Este resultado proviene de un nuevo estudio de un grupo de estrellas cercanas utilizando datos del Observatorio de rayos x Chandra de la NASA y otros telescopios.

Los investigadores encontraron evidencia de que la intensa radiación de rayos x producida por algunas de las estrellas jóvenes en la Asociación TW Hya (TWA), que en promedio está a unos 160 años luz de la Tierra, ha destruido discos de polvo y gas que las rodea. Estos discos son donde se forman los planetas. Las estrellas son sólo alrededor de 8 millones años de edad, en comparación con los 4.5 mil millones de años del Sol los astrónomos quieren aprender más sobre sistemas como este, porque están en una edad crucial para el nacimiento y desarrollo temprano de los planetas.

Otra diferencia clave entre el Sol y las estrellas en el estudio consiste en su masa. Las estrellas de la TWA en el nuevo estudio pesan entre aproximadamente una décima parte a la mitad la masa del Sol y también emiten menos luz. Hasta ahora, no estaba claro si los rayos X de estrellas pequeñas y débiles pueden afectar a sus planeta formando los discos de material. Estos últimos hallazgos sugieren que la salida de rayos x de una estrella débil pueda desempeñar un papel crucial en la determinación del tiempo de supervivencia de su disco. Estos resultados implican que los astrónomos pueden revisar ideas actuales sobre el proceso de formación y la vida temprana de planetas alrededor de estas estrellas débiles.

Usando los datos de rayos x del Observatorio de la NASA Chandra x-Ray, Observatorio de XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea y ROSAT (el ROentgenSATellite), el equipo analizó la intensidad de los rayos x producidos por un grupo de estrellas en la TWA, junto con cómo comunes son los discos de formación estelar. Se separan las estrellas en dos grupos para hacer esta comparación. El primer grupo de estrellas tenía masas que van desde un tercio a una mitad del Sol. El segundo grupo contenía estrellas con las masas sólo alrededor de una décima parte que el Sol, que incluyó relativamente masivas enanas marrones, objetos que no tienen suficiente masa para generar reacciones nucleares auto sostenibles en sus corazones.

Los investigadores encontraron que, en relación con su producción total de energía, las estrellas más masivas en el primer grupo producen radiografías más que los menos masivos en la segunda. Para averiguar cuán común fueron la formación de planetas en discos en los grupos, el equipo utilizó datos de la NASA Wide-Field infrarrojos encuesta Explorer (WISE) y, en algunos casos, espectroscopia en tierra previamente obtenido por otros equipos. Encontraron que todas las estrellas en el más masivo grupo ya habían perdido sus planeta formando los discos, pero sólo la mitad de las estrellas en el grupo menos masivo habían perdido sus discos. Esto sugiere que los rayos x de las estrellas más masivas está acelerando la desaparición de sus discos, calentando el material del disco y haciendo que se "evapore" en espacio profundo.

Una típica estrella y planeta formando discos de cada uno de estos dos grupos de estrellas se muestran en las ilustraciones. La ilustración anterior representa una de las estrellas de masa relativamente altas, que tiene una gran cantidad de llamaradas y manchas. Esto es una señal de su mayor producción de rayos x, adelgazamiento y destrucción de los restos de su disco planeta formando.

Otra ilustración (abajo) muestra una masa inferior, estrellas más tenues. Porque no es tan activo en rayos x, se ha conservado un disco más grueso que representa un ambiente más adecuado para la formación de planetas . El proceso de formación de planeta provocaría lagunas, que no se muestra en esta ilustración, que aparecen en el disco. Las corrientes cerca del centro muestran cómo la materia del disco todavía está cayendo sobre la estrella. Estas ilustraciones, que no son a escala - las estrellas son realmente minúsculas en tamaño en comparación con sus discos circundantes - son acompañados por una imagen de Chandra del joven estrella binaria sistema que se incluyó en el nuevo estudio de la TWA.

En estudios anteriores, los astrónomos encontraron que estrellas de 10 millones de años en la región superior Scorpius, otro grupo de formación estelar, muestran una tendencia similar de un aumento en la duración de los discos para estrellas de masa inferiores. Sin embargo, el trabajo de Scorpius superior incorpora datos de rayos x que pueden ofrecer una explicación para esta tendencia, que es una de las razones por qué es importante este nuevo estudio de la TWA de 8 millones de años. Otra razón es que los modelos teóricos de la evolución del planeta formando discos generalmente predicen que la vida de los discos debe tener poca dependencia de la masa de la estrella. Los resultados para las estrellas TWA "insignificantes" apuntan a la necesidad de revisar modelos de evolución de discos para tener en cuenta la gama de las salidas de rayos x de las estrellas de muy baja masa.

En la búsqueda de planetas fuera de nuestro Sistema Solar, muchos astrónomos han centrado sus esfuerzos en observando estrellas menos masivas que el Sol, como las descritas aquí. Estas estrellas pueden ofrecer algunos de los mejores objetivos para la proyección de imagen directa de exoplanetas en la llamada zona habitable, la gama de distancia de la estrella en el planeta donde podría existir agua líquida y vida eventualmente puede florecer. Estas estrellas de masa baja son también objetivos atractivos porque son relativamente débiles y los planetas en sus zonas habitables deben ser fáciles de detectar e investigar.

Estos resultados aparecen en el Astronomical Journal y están disponibles en línea. Los autores de este trabajo son Joel Kastner (Rochester Institute of Technology), David Principe (Universidad Diego Portales, Chile), Kristina Punzi (RIT), Beate Stelzer(INAF Palermo, Italy), Uma Gorti (Instituto SETI), Ilaria Pascucci (Universidad de Arizona) y Costanza Argiroffi (INAF).

Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la dirección de misiones de ciencia de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, controla las operaciones de la ciencia y el vuelo de Chandra.

Credit

X-ray: NASA/CXC/RIT/J.Kastner et al; Illustration: NASA/CXC/M.Weiss

Traducción: El Quelonio Volador