Granos de polvo destacan la ruta de acceso a la formación de planetas

Un equipo internacional de investigadores de la nacional astronómico Observatorio de Japón (NAOJ) y las universidades japonesas de Kobe, Hyogo y Saitama utilizan el telescopio Subaru para capturar una imagen clara del disco protoplanetario de la estrella UX Tauri A. Del equipo posterior, detallado estudio de las características del disco sugiere que sus partículas de polvo son grandes en tamaño y no-forma esférica. Este resultado emocionante muestra que estos granos de polvo están chocando con y adhiriéndose a la otra, un proceso que conducirá a su eventual formación en planetas.

Una meta importante del proyecto de SEEDS  es explorar cientos de estrellas cercanas en un esfuerzo por tomar imágenes directamente de planetas extrasolares y discos protoplanetarios/escombros. Como parte de este importante proyecto, el actual equipo de investigadores usó el instrumento de contraste alto de Subaru para el Subaru próxima generación óptica adaptativa (HiCIAO) montado en el telescopio Subaru observar UX Tau A, una joven estrella en la nube molecular de la constelación Tauro o "guardería de estrella", donde nacen muchas estrellas de masas inferiores. Eran capaces de detectar el disco de gas y polvo alrededor de la estrella, su "disco circumestelar", que luego se conoce como un disco protoplanetario cuando es un sitio de formación de planetas.

Figura: Disco protoplanetario de UX Tau A se extiende a un radio de 120 AU (1 UA = la distancia entre la Tierra y el Sol) con una alta resolución espacial de 0.1 "(segundos) (crédito para izquierda y derecha de la figura: NAOJ)

Izquierda: Imagen de intensidad del infrarrojo cercano de UX Tau A. White es la más brillante y luego rojo. El fondo es azul oscuro. El disco es ligeramente alargado en la dirección norte-sur (de arriba hacia abajo en la figura). Su lado oeste (a la derecha) es un poco más brillante que su costado oriental; Esto indica que la inclinación del disco está en la dirección de este a oeste y que su lado oeste está más cercano del observador (ver figura a la derecha).

Derecho: Copia del artista mostrando la inclinación del disco protoplanetario de UX Tau A.

 

El equipo hizo un estudio detallado de UX Tau A en las longitudes de onda del infrarrojo cercano. Midieron la polarización (Nota 2) de luz infrarroja para averiguar la distribución de las partículas de polvo que dispersa la luz infrarroja. Polarización de la luz reflejada por las partículas de polvo da información importante acerca de la formación planetaria en discos. A pesar de que las partículas de polvo constituyen sólo una pequeña fracción del disco protoplanetario, pueden desarrollar en planetesimales (objetos sólidos menos de un kilómetro de diámetro) y, finalmente, planetas.

La luz de este disco está fuertemente polarizada; su ángulo de polarización muestra un patrón concéntrico en relación con la estrella central. Yoichi Itoh (Universidad de Hyogo) expresó su sorpresa: "los objetos que hemos observado hasta ahora muestran un alto grado de polarización no importa cuál sea el ángulo. Sin embargo, la polarización de este objeto en particular varía ampliamente desde 2 a 66% como los cambios de ángulo de polarización. Fue un reto agradable para explicar esta característica".

 

Las partículas de polvo en el disco protoplanetario originalmente llegaron desde el espacio interestelar y son sólo 0,1 micras de tamaño. Las partículas de grano pequeño, que son mucho más pequeñas que la longitud de onda observada, pueden producir un alto grado de polarización independientemente de su ubicación. Si el tamaño de grano es similar a la longitud de onda observada, el rendimiento de dispersión es diferente. Sin embargo, estos principios no tienen en cuenta para la observación actual. Itoh explicó, "sólo las partículas con un tamaño de 30 micras, que es mucho mayor que la longitud de onda del infrarrojo cercano que fue utilizado para la observación, y forma no esférica pueden explicar las características de nuestra observación".

 

¿Cómo ocurrió esto? Polvo en el disco de UX Tau A colisionó y pegados juntos para crecer a 30 micras. Los investigadores fueron afortunados de presenciar las partículas de polvo en una fase crítica en su camino para convertirse en un planeta de crecer en el disco protoplanetario.

 

Referencias:

El trabajo de investigación titulado "Alta resolución Near-Infrared polarimetría de un disco circumestelar alrededor de UX Tau A" por Tanii et está programado para ser publicado en las publicaciones de la sociedad astronómica de Japón en diciembre de 2012.

 

Agradecimientos:

Esta investigación fue apoyada en parte por el texto siguiente:

•El Departamento de ciencia y tecnología (JSP-DST) colaboración, India

•Un subvención del fondo de la investigación colaborativa Mundial del Universidad Princeton

•El mundo Premier International Research Center (iniciativa de WPI)

•Ministry de educación, cultura, deportes y tecnología (MEXT), Japón

•National Science Foundation (NSF) conceder AST-1009203, USA

 

Nota:

1.SEEDS. El Subaru exploración estratégica de exoplanetas y discos con HiCIAO/AO 188 proyecto comenzaron en 2009 por un período de cinco años con 120 noches de observación en el telescopio Subaru, ubicado en la cima del Mauna Kea en la isla de Hawai. Investigador principal Motohide Tamura (NAOJ) lidera el proyecto.

2.Polarization. La luz tiene características de las partículas y ondas. Un método de detección especial como la medición de luz polarizada revela sus características como una onda. Cuando la luz dispersa o refleja apagado el material del objeto de destino, la luz saliente tiene un cierto ángulo de polarización. Por lo tanto, la medición de la polarización del disco da pistas sobre el estado de la superficie de las partículas de grano que reflejan la luz de la estrella central.

 

"derechos de autor © telescopio Subaru, NAOJ. Todos los derechos reservados". "NAOJ" debe ser explicada como el "Observatorio Astronómico Nacional de Japón"

 

Traducción: El Quelonio Volador