El disco protoplanetario perpendicular a la órbita de su par interno. El par externo no aparece en la imagen.
Imagen: University of Warwick/Mark Garlick

Usando el radiotelescopio ALMA, unos astrónomos han descubierto un disco protoplanetario inusualmente inclinado dentro de un doble sistema estelar binario, una situación sobre la que hasta el momento solo se había teorizado

Los sistemas de estrellas cu√°druples con dos pares binarios no son algo inusual, ni tampoco resulta extra√Īo que se haya descubierto un disco protoplanetario circundante (un anillo de gas y polvo que se solidifica gradualmente y puede formar planetas). Un sistema estelar ubicado a 146 a√Īos luz de la Tierra, llamado HD 98800, tiene todas estas cosas, pero como revela una nueva investigaci√≥n publicada en Nature Astronomy, este sistema presenta un disco protoplanetario excepcionalmente extra√Īo.

El HD 98800 tiene un par binario interno de estrellas y otro externo. El par interior, llamado BaBb, está muy cerca entre si, alrededor de 1 UA, que es la distancia promedio de la Tierra al Sol. Su par externo, llamado AaAb, está mucho más lejos, a 54 UA, una distancia mucho mayor que la separación existente entre Plutón y el Sol (40 UA). Pero este segundo par lo puedes obviar, lo interesante es lo que ocurre con el par interno y el disco que lo rodea.

Normalmente, un disco protoplanetario descansa en el mismo plano que el plano orbital de su pareja binaria de estrellas. Pero esto no es lo que ocurre con el HD 98800: su disco protoplanetario es perpendicular al plano del par binario. Está en una configuración polar, donde en lugar de ir de este a oeste, va de norte a sur, por así decirlo. Aquí va otra analogía: el par binario interno es como dos caballos que giran en un tiovivo, mientras que el disco protoplanetario es como una noria gigante que tiene el tiovivo en su centro.

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Antes de este descubrimiento, solo se había teorizado sobre este tipo de sistemas como el HD 98800.

‚ÄúLos discos ricos en gas y polvo se ven alrededor de casi todas las estrellas j√≥venes, y sabemos que al menos un tercio de los que orbitan estrellas individuales forman planetas‚ÄĚ, dijo Grant Kennedy, astr√≥nomo de la Universidad de Warwick y el autor principal del nuevo estudio. ‚ÄúAlgunos de estos planetas terminan desalineados con el giro de la estrella, por lo que nos hemos estado preguntando si algo similar podr√≠a ocurrir con los planetas circumbinarios. Esta particular desalineaci√≥n ten√≠a que ser posible te√≥ricamente, pero nunca hab√≠amos encontrado un ejemplo real‚ÄĚ.

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Los astr√≥nomos conocen el HD 98800 desde hace varios a√Īos. Lo primero que hicieron fue seguir los movimientos de sus estrellas internas para ver c√≥mo se mov√≠an entre s√≠. M√°s tarde, utilizando el radiotelescopio ALMA, el equipo de Kennedy pudo inspeccionar el sistema y determinar la orientaci√≥n del anillo protoplanetario que rodea al par binario interno.

A pesar de esta configuraci√≥n tan extra√Īa, resulta fascinante como el HD 98800 a√ļn tiene caracter√≠sticas relacionadas con una formaci√≥n planetaria temprana.

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‚ÄúEsto significa que la formaci√≥n de planetas al menos puede iniciarse en estos discos circumbinarios polares‚ÄĚ, explic√≥ Kennedy. ‚ÄúSi el resto del proceso de formaci√≥n del planeta puede ser llevado a cabo, podr√≠a haber toda una poblaci√≥n de planetas circumbinarios desalineados que a√ļn no hemos descubierto, y tendr√≠amos que considerar cosas como extra√Īos cambios estacionales.

Imagen: University of Warwick/Mark Garlick

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Pero mientras que la formación planetaria da comienzo, no está claro hasta qué punto los planetas pueden formarse y mantenerse estables en un sistema tan aparentemente caótico. Sin embargo, si existieran planetas o planetesimales, lo que verías desde este objeto sería espectacular. Si estuvieses de pie sobre uno de estos planetesimales, verías cómo el arco del disco protoplanetario se extiende desde el horizonte, pasa directamente sobre tu cabeza y se vuelve a meter en el horizonte detrás de ti. Mientras tanto, en un punto a lo largo del disco, habría dos estrellas rodeando el disco protoplanetario. Lo que verías sería algo parecido a lo que muestra la imagen de la derecha.

‚ÄúEste es un resultado muy emocionante‚ÄĚ, dijo a Gizmodo Konstantin Batygin, un astr√≥nomo de Caltech que no tiene relaci√≥n con esta nueva investigaci√≥n. ‚ÄúLas configuraciones de este tipo son exactamente lo que uno esperar√≠a de la interacci√≥n entre la gravedad y la disipaci√≥n interna dentro de un disco protoplanetario. Este descubrimiento demuestra que los modelos que se hicieron sobre este sistema dieron justo en el blanco. Seguro que se acaban descubriendo m√°s sistemas de este tipo en el futuro‚ÄĚ.

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Daniel Tamayo, astr√≥nomo de Princeton, tambi√©n piensa lo mismo. Dijo que era un ‚Äúpaper fant√°stico‚ÄĚ y que se trataba de un ‚Äúdescubrimiento hermoso e inequ√≠voco‚ÄĚ.

‚ÄúEs una particularidad matem√°tica muy curiosa de la din√°mica orbital que las √≥rbitas polares giren alrededor de un sistema estelar binario y tengan una configuraci√≥n tan estable‚ÄĚ, dijo Tamayo a Gizmodo. ‚ÄúHan existido varios ejemplos de discos muy inclinados, pero este es el primer caso que coincide a la perfecci√≥n, y es una muestra del meticuloso trabajo de los autores y las fant√°sticas capacidades t√©cnicas del nuevo radiotelescopio ALMA‚ÄĚ.

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El próximo desafío para los astrónomos será que traten de identificar sistemas similares que estén en diferentes etapas de su desarrollo.

[Nature Astronomy]