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Astrofísicos descubren una estrella devoradora de planetas


Durante décadas, los astrónomos han estado desconcertados sobre la variabilidad de las estrellas jóvenes que residen en un grupo de nubes moleculares ubicadas en las constelaciones de Tauro y Auriga, a unos 450 años luz de distancia.

Desde 1937, han registrado pequeñas disminuciones en el brillo de RW Aur A, la estrella principal de un sistema binario de poca masa. Cada evento pareció durar alrededor de un mes. Estos eventos son similares a cuando la luz se va y regresa en solo centésimas de segundo.

En 2011, la estrella se atenuó nuevamente, esta vez durante alrededor de medio año. RW Aur A, finalmente se iluminó, sólo para desvanecerse nuevamente a mediados de 2014. En noviembre de 2016, la estrella volvió a su luminosidad completa. La estrella parecía estar sufriendo una especie cortocircuito.

El estudio
Estos eventos de cortocircuito estelar fueron suficientes para que el científico Hans Moritz Günther del Instituto Tecnológico de Massachusetts, y otros investigadores, decidieran apuntar los telescopios con dirección a RW Aur A. Para el estudio decidieron utilizar el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA.

Los astrónomos han encontrado evidencia de lo que pudo haber causado el evento de oscurecimiento más reciente: una colisión de dos cuerpos protoplanetarios, que produjeron una nube densa de gas y polvo. Cuando estos restos planetarios cayeron en RW Aur A, generaron un velo grueso que oscureció temporalmente la luz de la estrella.

"Las simulaciones por computadora han predicho por mucho tiempo que los planetas pueden caer en una estrella joven, pero nunca antes hemos observado eso", dijo el Dr. Günther.

"Si nuestra interpretación de los datos es correcta, esta sería la primera vez que observamos directamente a una joven estrella devorando un planeta o muchos planetas".

El Dr. Günther y sus coautores se enfocan en estrellas que son lo suficientemente jóvenes como para albergar discos protoplanetarios, que con su fuerza de gravedad hacen rotar discos de escombros, incluyendo gas, polvo y grupos de materiales que varían en tamaño desde pequeños granos de polvo hasta enormes trozos de material cósmico, y posiblemente hasta planetas en ciernes.

Estaban particularmente interesados en RW Aur A, que se encuentra en el extremo más antiguo del rango de edad para las estrellas jóvenes, ya que se estima que tiene 10 millones de años.

RW Aur A es parte de un sistema binario, lo que significa que circunda con otra estrella joven, RW Aur B. Ambas estrellas tienen aproximadamente la misma masa que el Sol.

Algunos astrónomos han propuesto que el misterioso oscurecimiento de RW Aur A es causado por una corriente de gas que pasa en el borde exterior del disco de la estrella. Otros han teorizado que el oscurecimiento se debe a procesos que ocurren cerca del centro de la estrella.

"Queríamos estudiar el material que cubre la estrella hacia arriba, que en teoría está relacionado con el disco de alguna manera. Es una oportunidad única", dijo el Dr. Günther.

En enero de 2017, RW Aur A se atenuó nuevamente, y el equipo utilizó el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA para registrar la emisión de rayos X de la estrella.

"Los rayos X provienen de la estrella, y el espectro de los rayos X cambia a medida que los rayos se mueven a través del gas en el disco. Estamos buscando ciertas señales en los rayos X que el gas deja en el espectro de rayos X ", señaló el Dr. Günther.

El descubrimiento
En total, Chandra registró casi 14 horas de datos de rayos X, provenientes de la estrella RW Aur A. Después de analizar estos datos, los astrónomos obtuvieron varias revelaciones sorprendentes: el disco de la estrella alberga una gran cantidad de material; la estrella es mucho más caliente de lo esperado; y el disco contiene mucho más hierro de lo que se podía esperar. Este último punto fue el más intrigante para el equipo.

Típicamente, un espectro de rayos X de una estrella puede mostrar varios elementos, cómo oxígeno, hierro, silicio y magnesio, y la cantidad de cada elemento presente depende de la temperatura dentro del disco de una estrella. De inmediato, los astrónomos se empezaron a preguntar de dónde había salido tanto hierro.

"Aquí vemos mucho más hierro, al menos un factor de 10 veces más que antes, lo cual es muy inusual, porque típicamente las estrellas que son activas y calientes tienen menos hierro que otras, mientras que esta tiene más. ¿De dónde viene todo este hierro?” dijo el Dr. Günther.

Explicaciones
Los investigadores especulan que este exceso de hierro puede provenir de una de las dos posibles fuentes.

El primero es un fenómeno conocido como trampa de presión de polvo, en la cual pequeños granos o partículas como el hierro pueden quedar atrapados en las "zonas muertas" de un disco. Si la estructura del disco cambia repentinamente, como cuando la estrella compañera de la estrella pasa cerca, las fuerzas de marea resultantes pueden liberar las partículas atrapadas, creando un exceso de hierro que puede caer en la estrella. Esto parece poco probable, por lo que nos deja solo una opción.

En el segundo escenario, el exceso de hierro se crea cuando dos planetesimales, o cuerpos planetarios infantiles, colisionan, liberando una espesa nube de partículas. Si uno o ambos planetas están hechos en parte de hierro, su ruptura podría liberar una gran cantidad de hierro en el disco de la estrella y como consecuencia, esto puede oscurecer temporalmente su luz, a medida que el material cae en la estrella. En resumen, la estrella RW Aur A podría estar devorando los planetas que fueron fracturados por colisiones cósmicas.

Crédito de la imagen: NASA / CXC / M.Weiss

Referencia del documento científico:
Hans Moritz Günther et al. 2018. Atenuación óptica de RW Aur asociada con una corona rica en hierro y una densidad en columna de absorción excepcionalmente alta. The Astronomical Journal, volumen 156, número 2; doi: 10.3847 / 1538-3881 / aac9bd

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