Los astrónomos han estado observando el joven sistema binario SVS 13 durante décadas.Los astrónomos no saben mucho acerca de cómo se forman los planetas alrededor de estrellas binarias primordiales como SVS 13, y las primeras etapas son particularmente misteriosas.Una nueva investigación, basada en 30 años de investigación, revela tres discos que podrían formar planetas alrededor de una estrella binaria.
Los planetas se forman acumulando materia de un disco de polvo y gas alrededor de una estrella joven llamada disco protoplanetario.La mayoría de los modelos científicos de acumulación planetaria se basan en estrellas individuales como el Sol.Sin embargo, la mayoría de las estrellas se forman en sistemas binarios donde las interacciones gravitatorias pueden tener un efecto profundo en la formación de planetas.Los astrónomos no tienen tanto conocimiento como les gustaría sobre la formación de planetas alrededor de estrellas binarias.
Esto es lo que hace que SVS 13 sea tan importante.El joven sistema estelar aún está en su infancia y los astrónomos están aprendiendo mucho observándolo.Las estrellas son embriones de estrellas y su masa combinada es aproximadamente igual a la masa del Sol.SVS 13 es un sistema binario cerrado, dividido en unas 90 unidades astronómicas.Su período orbital es de unos 850 años.El sistema está a unos 980 años luz de distancia y está lo suficientemente cerca para un estudio detallado.
El nuevo estudio se basa en extensas observaciones de SVS 13 utilizando Very Large Arrays (VLA) y Atacama Large Millimeter/Submillimeter Arrays (ALMA). El estudio se tituló “Propiedades físicas del sistema protobinario SVS 13: se están creando dos discos estelares y espirales”.La autora principal es Ana Karla Díaz-Rodríguez de la Universidad de Manchester, y el artículo ha sido publicado en The Astronomical Journal.
Díaz-Rodríguez dijo: “Nuestros resultados revelan que hay un disco de gas y polvo alrededor de cada estrella, y que también se está formando un disco más grande alrededor de ambas estrellas”.“Estos discos exteriores muestran una estructura helicoidal que alimenta material a los discos individuales y, a partir de todos los discos, se pueden formar sistemas planetarios en el futuro.Esta es una clara evidencia de que existe un disco alrededor de las dos estrellas y que hay un disco común en el sistema binario”.
Las observaciones VLA de SVS 13 abarcan más de 30 años.El equipo detrás de este estudio utilizó estas observaciones junto con nuevas observaciones de ALMA.Los datos de referencia largos permitieron a los astrónomos rastrear las órbitas de las estrellas entre sí y determinar la geometría y la orientación de las estrellas.Información más detallada de las observaciones también reveló la masa de la protoestrella, la masa del disco y la temperatura del disco.Estas observaciones han producido retratos científicos detallados de estrellas jóvenes y sus sistemas.
“Este estudio demuestra que el estudio cuidadoso y sistemático de las estrellas jóvenes puede proporcionar una vista sorprendentemente detallada de su estructura y propiedades”, dijo el coinvestigador Gary Fuller de la Universidad de Manchester.
Cuando los astrónomos comenzaron a observar el SVS hace 13 años, las observaciones ópticas mostraron una sola estrella.Pero cuando los radiotelescopios observaron el sistema, quedó claro que se trataba de una estrella binaria cercana.
“En el IAA, comenzamos a trabajar en este sistema hace 25 años.Nos sorprendimos cuando descubrimos que SVS 13 es un binario de radio. Porque solo una estrella es visible en el sistema óptico.
Las estrellas jóvenes pueden ser difíciles de ver con luz óptica porque un disco protoplanetario las cubre.Los radiotelescopios como ALMA y VLA son las herramientas elegidas para observar sistemas jóvenes porque pueden ver la emisión de radio a través del gas y el polvo.Sin embargo, los astrónomos los ven con mayor claridad cuanto más lejos están del proceso de formación.ALMA y VLA también tienen una alta resolución angular y el observador puede ver características que varían entre 10 y 20 UA de tamaño.
El sistema SVS 13 tiene tres discos.Un disco rodea a cada protoestrella y un tercer disco más grande rodea al par.Los discos más grandes son espirales y parecen estar en las primeras etapas de formación.También estamos suministrando material en dos discos pequeños.
“Por lo general, los embriones estelares se detectan en la radio, pero solo son visibles al final del proceso de gestación.Fue muy extraño encontrar un par de estrellas gemelas, una de las cuales parecía haber evolucionado mucho más rápido que la otra”, dijo Anglada.El VLA 4B no solo es más masivo que su compañero, sino que también se ve más grueso en el disco.
Una de las características más interesantes de SVS 13 es el brazo espiral.
“Se han observado espirales en numerosos discos protoplanetarios, y se han propuesto varios mecanismos que pueden funcionar juntos para explicar sus orígenes, incluidas las interacciones planeta-disco, la inestabilidad gravitacional o las sombras”.
Otros investigadores han modelado brazos y discos espirales en sistemas como SVS 13. UNestudio 2019Un estudio de dicho sistema utilizando simulaciones numéricas reveló que “cada modelo representa un disco circunferencial, un brazo en espiral o un disco con huecos o cavidades internas”.El estudio también encontró que el disco es asimétrico.
Los autores de este nuevo estudio, refiriéndose a su artículo de 2019, escribieron: ) y el primero es VLA 4B (la hélice S2 que rodea a esta protoestrella y está conectada a un punto no identificado entre VLA 4A y VLA 4B)”.
Desafortunadamente, los investigadores solo tienen estimaciones de masa aproximadas que muestran que VLA 4B es la estrella principal del par binario.El equipo dice que las mediciones de masa más precisas para el VLA 4A y el VLA 4B necesitan hacer más.Observaciones futuras “… Debería proporcionar más información sobre la masa del binario SVS 13 y poder identificar de manera confiable los componentes primarios y secundarios.Esto permitirá probar el modelo evolutivo de un sistema binario, que está en proceso de desarrollo de un disco y un brazo espiral que parece el caso de SVS 13”.
En astronomía, siempre son deseables mediciones más precisas y, a veces, los astrónomos tardan décadas en realizar estas mediciones.Pero a pesar de las estimaciones de masa que tienen, el equipo de investigadores demuestra que ambas estrellas pueden formar planetas, según su modelado.
“Diseñamos varios experimentos para obtener información más detallada y ver si una de las estrellas podría formar un planeta en tal caso.Ahora vemos que ambas estrellas son muy jóvenes y ambas pueden formar planetas”, explica Guillem Anglada, investigador del Instituto de Andalucía (IAA-CSIC) que coordina el estudio SVS 13.
La observación del sistema también reveló algo más.Los discos alrededor del sistema parecen tener varios componentes químicos complejos asociados con la vida.El equipo identificó 30 moléculas diferentes alrededor de las dos protoestrellas, incluidas 13 moléculas orgánicas complejas (COM).COM es una molécula con seis o más átomos con uno o más átomos de carbono.Detectaron siete por primera vez en el sistema SVS 13.Díaz-Rodríguez dijo: “Esto significa que cuando los planetas comienzan a formarse alrededor de estos dos soles, hay componentes de vida”.
Hay algunas incertidumbres en este estudio, y los autores las aclaran.Dicen que SVS 13 es “… Puede confirmar que es un sistema multiprimitivo con al menos dos primitivas separadas por 90 au”. Desafortunadamente, no se pueden descartar otras primitivas ya que la resolución está limitada a alrededor de 10 a 20 AU.“Pero preferimos la interpretación en términos binarios”.
La astronomía moderna incluye muchas simulaciones.Estas simulaciones van de la mano con las observaciones.Pero la simulación es tan buena como las pruebas que puede hacer.Los autores dicen que nuestra comprensión cada vez más detallada del sistema SVS 13 mejorará la simulación de sistemas binarios jóvenes como grupo.
“En conclusión, SVS 13 parece ser un excelente banco de pruebas para probar simulaciones numéricas de las primeras etapas de formación de sistemas binarios y multiestelares”.
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