Las estrellas más jóvenes tienen una nube de escombros polvorientos que las rodea, llamado disco circunestelar. Este disco es material sobrante de la formación de la estrella, y de este material se forman los planetas. Pero los científicos que usan el Hubble han estado estudiando una enorme estructura de polvo de unos 150 mil millones de millas de diámetro. Llamada exo-anillo, esta estructura de nueva imagen es mucho más grande que un disco circunestelar, y la vasta estructura envuelve a la joven estrella HR 4796A y su disco circunestelar interno.
Descubrir una estructura de polvo alrededor de una estrella joven no es nuevo, y la estrella en este nuevo artículo de Glenn Schneider de la Universidad de Arizona es probablemente nuestro sistema de desechos exoplanetarios más (y mejor) estudiado. Pero el documento de Schneider, junto con la captura de esta nueva estructura de polvo enorme, parece haber descubierto parte de la interacción entre los cuerpos en el sistema que anteriormente estaba oculto.
Schneider utilizó el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial (STIS) en el Hubble para estudiar el sistema. El disco interno del sistema ya era conocido, pero estudiar la estructura más grande ha revelado más complejidad.
El origen de esta vasta estructura de escombros polvorientos es probable colisiones entre planetas recién formados dentro del anillo interno más pequeño. La presión externa de la estrella HR 4769A luego impulsó el polvo hacia el espacio. La estrella es 23 veces más luminosa que nuestro Sol, por lo que tiene la energía necesaria para enviar el polvo a una distancia tan grande.
Un comunicado de prensa de la NASA describe esta vasta estructura de anillo externo como un "tubo interior en forma de rosquilla que fue golpeado por un camión". Se extiende mucho más en una dirección que en la otra, y se ve aplastado en un lado. El artículo presenta un par de posibles causas para esta extensión asimétrica.
Podría ser una onda de arco causada por la estrella anfitriona que viaja a través del medio interestelar. O podría estar bajo la influencia gravitacional del compañero binario de la estrella (HR 4796B), una estrella enana roja ubicada a 54 mil millones de millas de la estrella primaria.
"La distribución del polvo es una señal reveladora de cuán dinámicamente interactiva es el sistema interno que contiene el anillo" - Glenn Schneider, Universidad de Arizona, Tucson.
La naturaleza asimétrica de la vasta exoestructura apunta a interacciones complejas entre todas las estrellas y planetas del sistema. Estamos acostumbrados a ver que la presión de radiación de la estrella anfitriona da forma al gas y al polvo en un disco circunestelar, pero este estudio nos presenta un nuevo nivel de complejidad a tener en cuenta. Y estudiar este sistema puede abrir una nueva ventana sobre cómo se forman los sistemas solares con el tiempo.
“No podemos tratar los sistemas de desechos exoplanetarios simplemente como estar aislados. Los efectos ambientales, como las interacciones con el medio interestelar y las fuerzas debidas a compañeros estelares, pueden tener implicaciones a largo plazo para la evolución de dichos sistemas. Las asimetrías gruesas del campo de polvo externo nos dicen que hay muchas fuerzas en juego (más allá de la presión de radiación de la estrella anfitriona) que están moviendo el material. Hemos visto efectos como este en algunos otros sistemas, pero aquí hay un caso en el que vemos un montón de cosas sucediendo a la vez ", explicó Schneider.
El documento sugiere que la ubicación y el brillo de los anillos más pequeños dentro de la estructura de polvo más grande imponen restricciones a las masas y las órbitas de los planetas dentro del sistema, incluso cuando los planetas mismos no se pueden ver. Pero eso requerirá más trabajo para determinar con cualquier especificidad.
Este documento representa un refinamiento y avance de las capacidades de imagen del Hubble. El autor del artículo tiene la esperanza de que los mismos métodos utilizados en este estudio puedan usarse en otros sistemas similares para comprender mejor estas estructuras de polvo más grandes, cómo se forman y qué papel juegan.
Como él dice en la conclusión del artículo, “Con muchos, si no la mayoría, desafíos técnicos ahora entendidos y abordados, esta capacidad debería usarse al máximo, antes del final de la misión HST, para establecer un legado de las imágenes más robustas de sistemas de desechos exoplanetarios de alta prioridad como una base habilitante para futuras investigaciones en ciencia de sistemas exoplanetarios ".
