eso1604es-cl — Comunicado cient��fico

Un platillo volador glacial

En un inesperado hallazgo, ALMA encuentra fr��os granos de polvo alrededor de discos con planetas en formaci��n

3 de Febrero de 2016

Un equipo de astr��nomos ha utilizado los telescopios ALMA e IRAM para realizar la primera medici��n directa de la temperatura de los grandes granos de polvo que se encuentran en las partes exteriores de un disco de formaci��n de planetas alrededor de una estrella joven. Aplicando una novedosa t��cnica a las observaciones de un objeto conocido como ���Platillo Volador���, se ha descubierto que los granos tienen temperaturas mucho m��s bajas de lo esperado: -266 grados cent��grados. Este sorprendente resultado sugiere que ser�� necesario revisar los modelos de estos discos.

El equipo internacional, liderado por St��phane Guilloteau, del Laboratorio de Astrof��sica de Burdeos (Francia), midi�� la temperatura de los grandes granos de polvo que hay alrededor de la joven estrella 2MASS J16281370-2431391, en la espectacular regi��n de formaci��n estelar de Rho Ophiuchi, que se encuentra a unos 400 a��os luz de la Tierra.

Esta estrella est�� rodeada por un disco de gas y polvo. Estos discos se denominan discos protoplanetarios, ya que se trata de las primeras etapas en la creaci��n de sistemas planetarios. Este disco en particular se ve casi de canto, y su aspecto en las im��genes de luz visible ha hecho que sea apodado como el Platillo Volador.

Los astr��nomos utilizaron ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para observar el resplandor proveniente de mol��culas de mon��xido de carbono en el disco de 2MASS J16281370-2431391. Fueron capaces de crear im��genes muy n��tidas y encontraron algo raro: �en algunos casos vieron una se��al negativa! Normalmente una se��al negativa es f��sicamente imposible, pero en este caso hay una explicaci��n que nos lleva a una conclusi��n sorprendente.

El autor principal, St��phane Guilloteau, desvela la historia: "Este disco no se observa contra un cielo negro y vac��o. En cambio, vemos su silueta frente al brillo de la nebulosa Rho Ophiuchi. Este resplandor difuso se extiende demasiado como para ser detectado por ALMA, pero el disco la absorbe. La se��al negativa resultante significa que partes del disco est��n m��s fr��as que el fondo. �La Tierra est�� casi literalmente a la sombra del Platillo Volador!"

El equipo combin�� las mediciones del disco llevadas a cabo por ALMA con las observaciones de la luz de fondo del telescopio de 30 metros IRAM, instalado en Espa��a [1]. Derivaron una temperatura para los granos de polvo del disco de s��lo -266 grados (s��lo 7 grados sobre el cero absoluto o 7 Kelvin) a una distancia de unos 15.000 millones de kil��metros de la estrella central [2]. Se trata de la primera medici��n directa de la temperatura de granos grandes (con dimensiones de aproximadamente un mil��metro) en este tipo de objetos.

Esta temperatura es mucho menor de lo que predicen los ��ltimos modelos, que estiman temperaturas de entre -258 y -253 �C (entre 15 y 20 Kelvin). Para resolver esta discrepancia, y dado que alcanzan temperaturas tan bajas, las caracter��sticas de estos grandes granos de polvo deben ser diferentes a lo que se cre��a hasta ahora.

"Para establecer cu��l es el impacto de este descubrimiento en la estructura del disco, tenemos que encontrar qu�� propiedades del polvo pueden resultar plausibles a temperaturas tan bajas. Tenemos algunas ideas: por ejemplo, la temperatura puede depender del tama��o del grano, siendo los granos m��s grandes m��s fr��os que los m��s peque��os. Pero es demasiado pronto para estar seguros", agrega el coautor Emmanuel di Folco (Laboratorio de Astrof��sica de Burdeos).

Si se determina que estas bajas temperaturas del polvo son una caracter��stica normal de los discos protoplanetarios, esto podr��a tener muchas consecuencias para la comprensi��n de c��mo se forman y evolucionan.

Por ejemplo, las propiedades del polvo determinan qu�� sucede cuando estas part��culas chocan y, por lo tanto, se convierten en posibles semillas para la formaci��n de planetas. A��n no es posible evaluar si estas diferencias en las propiedades del polvo son significativas o no en este sentido.

Tambi��n se sabe que existen discos de polvo m��s peque��os, y que las bajas temperaturas del polvo tambi��n pueden tener un importante impacto en ellos. Si estos discos se componen principalmente de granos m��s grandes y fr��os de lo que se pensaba hasta ahora, esto implicar��a que estos discos compactos pueden ser arbitrariamente masivos, por lo que incluso podr��an formar planetas gigantes relativamente cerca de la estrella central.

Ser�� necesario llevar a cabo m��s observaciones, pero parece que el polvo fr��o encontrado por ALMA puede tener consecuencias significativas para la comprensi��n de los discos protoplanetarios.

Notas

[1] Las mediciones de IRAM eran necesarias ya que ALMA no es sensible a la extensa se��al de fondo.

[2] Esto corresponde a cien veces la distancia de la Tierra al Sol, la regi��n ahora ocupada por el cintur��n de Kuiper, dentro del Sistema Solar.

Informaci��n adicional

Este trabajo de investigaci��n se ha presentado en el art��culo cient��fico titulado: ���The shadow of the Flying Saucer: A very low temperature for large dust grains���, por S. Guilloteau et al., publicado en la revista Astronomy & Astrophysics Letters.

El equipo est�� formado por S. Guilloteau (Universidad de Burdeos/CNRS, Floirac, Francia); V. Pi��tu (IRAM, Saint Martin d���H��res, Francia); E. Chapillon (Universidad de Burdeos/CNRS; IRAM); E. Di Folco (Universidad de Burdeos/CNRS); A. Dutrey (Universidad de Burdeos/CNRS); T.Henning (Instituto Max Planck de Astronom��a, Heidelberg, Alemania [MPIA]); D.Semenov (MPIA); T.Birnstiel (MPIA) y N. Grosso (Observatorio Astron��mico de Estrasburgo, Estrasburgo, Francia).

El conjunto ALMA, (�Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) es una instalaci��n astron��mica internacional fruto de la colaboraci��n entre ESO, la Fundaci��n Nacional para la Ciencia de EE.UU. (NSF, National Science Foundation) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Jap��n (NINS, National Institutes of Natural Sciences) en cooperaci��n con la Rep��blica de Chile. ALMA est�� financiado por ESO en nombre de sus pa��ses miembros; por la NSF en cooperaci��n con el Consejo Nacional de Investigaci��n de Canad�� (NRC, National Research Council) y el Consejo Nacional de Ciencias de Taiw��n (NSC, National Science Council), y por el NINS en cooperaci��n con la Academia Sinica (AS) de Taiw��n y el Instituto de Astronom��a y Ciencias Espaciales de Corea (KASI, Korea Astronomy and Space Science Institute).

La construcci��n y operaciones de ALMA est��n lideradas por ESO en nombre de sus pa��ses miembros; por el Observatorio Nacional de Radioastronom��a (NRAO, National Radio Astronomy Observatory), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en Am��rica del Norte; y por el Observatorio Astron��mico Nacional de Jap��n (NAOJ, National Astronomical Observatory of Japan) en Asia Oriental. El Observatorio Conjunto ALMA (Joint ALMA Observatory, JAO) proporciona al proyecto la unificaci��n tanto del liderazgo como de la gesti��n de la construcci��n, puesta a punto y operaciones de ALMA.

El Instituto de Radio Astronom��a Milim��trica (IRAM) est�� financiado por el INSU/CNRS (Francia), el MPG (Alemania) y el IGN (Espa��a).

ESO es la principal organizaci��n astron��mica intergubernamental de Europa y el observatorio astron��mico m��s productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de diecis��is pa��ses: Alemania, Austria, B��lgica, Brasil, Dinamarca, Espa��a, Finlandia, Francia, Italia, Pa��ses Bajos, Polonia, Portugal, el Reino Unido, Rep��blica Checa, Suecia y Suiza, junto con el pa��s anfitri��n, Chile. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el dise��o, construcci��n y operaci��n de poderosas instalaciones de observaci��n terrestres que permiten a los astr��nomos hacer importantes descubrimientos cient��ficos. ESO tambi��n desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperaci��n en investigaci��n astron��mica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observaci��n ��nicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el�Very Large Telescope, el observatorio ��ptico m��s avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA (siglas en ingl��s de Telescopio de Rastreo ��ptico e Infrarrojo para Astronom��a) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo m��s grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio m��s grande dise��ado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, actualmente el mayor proyecto astron��mico en funcionamiento del mundo. Adem��s, cerca de Paranal, en Cerro Armazones, ESO est�� construyendo el E-ELT (European Extremely Large Telescope), el telescopio ��ptico y de infrarrojo cercano de 39 metros que llegar�� a ser ���el ojo m��s grande del mundo para mirar el cielo���.

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgaci��n de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en ingl��s), que incluye a expertos en divulgaci��n y comunicadores cient��ficos de todos los pa��ses miembros de ESO y de otras naciones.

El nodo espa��ol de la red ESON est�� representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.

Enlaces

• Fotos de ALMA
• Enlace al art��culo cient��fico en Astronomy & Astrophysics

Contactos

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Floirac, France
Correo electr��nico: stephane.guilloteau@u-bordeaux.fr

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Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux
Floirac, France
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Esta es una traducci��n de la nota de prensa de ESO eso1604.