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Artículo por Christine Pulliam publicado el 2 de noviembre de 2015 en CfA

Cuando los astrónomos estudian los discos protoplanetarios  de gas y polvo que rodean a las jóvenes estrellas, a veces observan un oscuro hueco similar a la división de Cassini en los anillos de Saturno. Se ha sugerido que cualquier hueco debe estar causado por un planeta invisible que se formó dentro del disco y recabó el material a su alrededor. Sin embargo, una nueva investigación demuestra que los huecos podrían ser un tipo de ilusión cósmica, y no la señal de un planeta oculto, después de todo.

“Que no veamos la luz dispersada desde el disco, no necesariamente implica que no haya nada allí”, dice el autor principal Til Birnstiel (del Instituto Max Planck para Astronomía), que llevó a cabo la investigación mientras trabajaba en el Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (CfA).

Los investigadores estudiaron los discos que brillaban en luz visible o infrarroja debido a la luz dispersada, o reflejada. (En contraste, los telescopios de radio o milimétricos captan las emisiones directamente del propio disco).

Disco protoplanetario

Disco protoplanetario

La luz dispersada procede de luz estelar que rebota en las minúsculas partículas del tamaño del humo de un cigarrillo. Estas partículas inicialmente cubren el disco protoplanetario, pero sufren cambios a lo largo del tiempo.

Las pequeñas partículas pueden agruparse entre sí para formar objetos cada vez mayores, creciendo finalmente para formar planetas completos. Sin embargo, cuando las partículas colisionan, a veces se rompen en lugar de unirse. Las partículas también pueden acercarse o alejarse de su estrella en un proceso conocido como migración. El equipo modeló estos procesos usando el clúster de supercomputación Hydra del Smithsonian.

“El crecimiento, migración, y destrucción puede tener efectos observables y tangibles”, explica el coautor Sean Andrews del CfA. “Específicamente, estos procesos pueden crear un hueco aparente en los discos cuando desaparecen las partículas pequeñas que dispersan la luz, incluso aunque aún queden partículas de mayor tamaño”.

Birnstiel ofrece la siguiente analogía: “Arrojar una piedra al aire no obstaculiza mi visión, pero arrojar un puñado de polvo en el aire, sí. De forma similar, las partículas pequeñas que crecen en ciertas áreas del disco, dejan de obstruir nuestra visión, y esas regiones parecen vacías”.

Entonces, ¿cómo pueden decir los astrónomos si un hueco en un disco protoplanetario es real, o simplemente un área donde reinan los guijarros y no hay polvo? La clave es hacer observaciones en longitudes de onda mayores de la luz, unas que puedan captar los guijarros.

Para tal fin, el equipo llevará a cabo observaciones de un famoso ejemplo de un disco con un hueco, TW Hydrae, con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Si encuentran grandes granos dentro del aparente hueco, esto sugerirá que no hay ningún planeta. Sin embargo, si el hueco parece estar vacío también en esta observación, entonces será una prueba más sólida para la existencia de un planeta aún no observado.

Este trabajo se publica en la revista Astrophysical Journal Letters.

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