Discos protoplanetarios observados en el infrarrojo por el instrumento SPHERE de ESO

Dibujo20180304 protoplanetary disks around young stars sphere eso arxiv 1803 10882

El instrumento SPHERE de ESO ha logrado unas espectaculares imágenes de discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes. En la imágenes en el infrarrojo cercano (banda H en escala logarítmica) se observa el polvo del disco circunestelar iluminado por la luz de la estrella (un disco en el telescopio tapa la luz directa de la estrella). Algunos discos protoplanetarios muestran una banda oscura central, porque su superficie está curvada como un cuenco de cereales. Muchos de estos discos tienen anillos y brazos espirales que pueden ser resultado de la interacción gravitatoria con planetas recién formados.

El artículo con analiza estos resultados es Henning Avenhaus, Sascha P. Quanz, …, Carsten Dominik, «Disks ARound TTauri Stars with Sphere (DARTTS-S) I: Sphere / IRDIS Polarimetric Imaging of 8 prominent TTauri Disks,» arXiv:1803.10882 [astro-ph.SR]. Me he enterado gracias a un hilo en Twitter de Álvaro Ribas Gómez,‏ @AstroRibas. Más información sobre el tema en SPHERE consortium, «Three years of SPHERE: the latest view of the morphology and evolution of protoplanetary discs,» The Messenger 169: 32–37 (Sep 2017), doi: 10.18727/0722-6691/5036arXiv:1710.02795 [astro-ph.EP], y en Bin Ren, Ruobing Dong, …, Rémi Soummer, «A Decade of MWC 758 Disk Images: Where Are the Spiral-Arm-Driving Planets?» ApJ Letters (accepted), arXiv:1803.06776 [astro-ph.EP].

Dibujo20180304 all sphere observations protoplanetary disks around young stars sphere eso arxiv 1803 10882

Dibujo20180304 properties table protoplanetary disks around young stars sphere eso arxiv 1803 10882

Esta tabla muestra las estimaciones de las propiedades de las ocho estrellas jóvenes observadas. Sus edades están entre 1 y 16 millones de años, sus masas entre 0,7 y 1,5 masas solares, y sus discos de polvo tienen masas entre 37 y 102 masas terrestres. Los granos de polvo tienen un tamaño milimétrico y submilimétrico.

Dibujo20180304 deprojected vs original images of protoplanetary disks sphere eso arxiv 1803 10882

Dibujo20180304 dust mass relative to stellar mass versus source age sphere eso arxiv 1803 10882

La composición del polvo en estos discos protoplanetarios aún no se ha estudiado por espectroscopia. No es fácil, aunque se puede usar la línea de emisión de silicatos (10 micras) en el espectro de los discos. Muchos de estos discos presentan chorros transversales, luego pierden masa conforme la estrella envejece.

Dibujo20180403 Hubble Space Telescope Taurus Tau 042021 source Carolina Gould via Alvaro Ribas Gomez

Esta imagen del Telescopio Espacial Hubble muestra «de canto» el disco protoplanetario de la estrella Tau 042021, en la Constelación de Tauro. La línea perpendicular al disco es el chorro de material eyectado por la estrella.

Dibujo20180304 azimuthally averaged normalized surface brightness versus distance sphere eso arxiv 1803 10882

Dibujo20180304 protoplanetary discs and planetary systems same physical scale arxiv 1710 02795

Muchos discos protoplanetarios observados por SPHERE son mucho más grandes que el Sistema Solar. La curva de arriba muestra el brillo superficial normalizado y promediado en la dirección radial para los ocho discos que abren esta entrada. Como se observa su tamaño ronda entre 100 y 500 unidades astronómicas (recuerda que la órbita de Neptuno está a unas 30 UA del Sol).

Dibujo20180304 nicmos sphere nirc2 observations mwc 758 arxiv 1803 06776

En la última década se ha avanzado mucho en las observaciones de discos protoplanetarios. Esta imagen muestra observaciones de MWC 758 en 2005 (HST/NICMOS), 2015 (VLT/SPHERE) y 2017 (Keck/NIRC2). Aprenderemos muchísimo sobre su origen y evolución. Seguro que habrá sorpresas. Pero en esta entrada solo quería que disfrutaras de su belleza, uno de los grandes placeres de la investigación en Astronomía.



13 Comentarios

  1. Impresionantes los resultados! Discos de varios centenares de UA y tamaño de polvo milimétrico, ¿podrían respaldar las tesis de formación planetaria por inestabilidad gravitatoria frente a las de acreción? Leí los artículos de Tidal Downsizing, y me pareció una teoría muy interesante para explicar la formación de los sistemas planetarios.

  2. Hola Francis, primero enhorabuena por tu blog, la verdad que tengo envidia sana de las personas que teneís ese nivel de conocimientos y capacidad de entendimiento en todo lo referido al apasionante mundo del cosmos o la física, yo soy de letras y me explota la cabeza jaja
    Segundo, disculpa hacerte estas preguntas en este hilo con el cual no tienen nada que ver, lo hago porque es un tema que no tocas desde hace un buen tiempo y quizás aqui veas las preguntas con mas facilidad.
    El sabado estuve teorizando con un amigo toda la noche y nos quedaron dos dudas:
    Cual es la diferencia entre multi universo y dimensiones extra? yo creo que las dimensiones extra se refieren a las que pueda tener nuestro propio universo, luego ya cada universo paralelo tendría las suyas propias….
    Y la segunda pregunta: Hablando teóricamente claro, he oído que no podemos interaccionar con universos paralelos, que tendría que ser por narices dentro de un agujero negro y que por tanto no podemos «sentirlos» en nuestro dia a dia, con las dimensiones extra creo que se podría interaccionar solo via gravedad cuando se escapase por ellas pero nada más… estoy en lo cierto?
    Muchas gracias

    1. Iñigo, Tegmark ha clasificado los multiversos en 4 tipos. La respuesta depende del tipo. Solo en tipo IV los diferentes multiversos podrían tener un número diferente de dimensiones extra (por cierto, en teoría de cuerdas las dimensiones extra son «aparentes», no existen como tales).

      Por otro lado, por definición de multiverso, los diferentes universos no pueden interaccionar entre sí; si interaccionan es que definen el mismo Universo y el término multiverso está mal usado (mucha lo usa mal, incluso entre los físicos teóricos).

      1. Muchas gracias! todo mucho más claro, solo una pregunta más (la ultima lo prometo 🙂 : los universos no pueden intereactuar entre si….y las dimensiones «extras» que pudiera haber en el nuestro, esas por las que dicen se escapa la gravedad imagino que es también imposible la interacción con ellas incluso para el LHC.

          1. Gracias Francis.
            Lo siento pero no consigo entender tu respuesta….
            Con ella quieres decir que el LHC ya ha conseguido observar (y dictaminar que existen otras dimensiones) estas dimensiones? Si existen las notaríamos en algo en nuestro dia a dia? La verdad que mi pregunta tira más a la duda existencial(otros mundos,seres…) y quizás este no sea el blog adecuado pero es que internet esta tan lleno de blogueros pseudocientificos que retuercen la ciencia a su gusto para crear teorías (y sentar catedra) que cuando te encuentras con alguien que sabe del tema como tu pues uno siente la necesidad de realizar estas preguntas…

          2. Iñigo, «solo se pueden observar» significa «solo se pueden observar»; si lees, «ya se han observado», lees mal. A tu pregunta «¿Las notaríamos?», mi respuesta debe ser «¿las ha notado la humanidad en los últimos miles de años?»; pues eso, no, son imposibles de notar en nuestro día a día. Si tu duda es «¿existe otros seres?», mi respuesta debe ser que no ha evidencias de su existencia, por tanto, no existen hasta que se demuestre lo contrario.

        1. Iñigo ya te han respondido abajo pero mi consejo es que seas más pragmático y pienses menos: como vamos a notar nada? si así fuese ya lo sabríamos no crees?
          But detecting extra dimensions is a challenge. Any that exist would have to be very small in order to avoid obvious effects on our everyday lives.
          Si existen o no es otra cosa pero aunque ahora se descubriesen tu día a día no iba a cambiar absolutamente en nada.
          https://www.newscientist.com/article/mg23431244-200-gravitational-waves-could-show-hints-of-extra-dimensions/

          1. Gracias Carlos seguiré tu consejo que falta me hace.
            Francis muchas gracias por tu infinita paciencia, con eso de que no nos afectan me has alegrado el día!
            Yo no creo ni en espiritus, ni en religiones ni en nada de esas cosas, siempre he sido muy «de ciencia» para esos temas y justo poreso esto de las dimensiones me estaba rayando tanto ya que a diferencia de las otras tonterías hay gente muy competente y ecuaciones encima de la mesa y claro…
            Lo dicho: Gracias!

  3. La figura en que aparece la «masa del polvo del disco como porcentaje de la masa estelar» frente a la «edad de la estrella» indica que a medida que pasa el tiempo los discos pierden masa, lo que supongo que hay que interpretar como un proceso de formación de planetas, y la masa de los planetas no cuenta como masa del disco

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 4 abril, 2018
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