‘Ecos de luz’ para medir las distancias de los discos protoplanetarios

Imagina que quieres medir una habitación, pero está completamente oscura. Si gritas, podrás saber si el espacio en el que estás es relativamente grande o pequeño, dependiendo de qué tanto dure el eco después de que rebote en la pared.

Los astrónomos utilizan este principio para estudiar objetos tan distantes que solo son vistos como puntos. En particular, los investigadores están interesados en calcular qué tan lejos las estrellas jóvenes están del borde interno de sus discos protoplanetarios que las rodean. Estos discos de gas y polvo son los lugares en donde los planetas se forman durante el curso de millones de años.

“Comprender los discos protoplanetarios nos puede ayudar a entender algunos de los misterios de los exoplanetas, los planetas que están fuera de nuestro sistema solar”, indicó Huan Meng, investigador asociado postdoctoral de la Universidad de Arizona. “Queremos saber cómo se forman los planetas y por qué encontramos grandes planetas llamados ‘hot Jupiters’ (Jupiteres calientes) cerca de sus estrellas”, agregó.

Meng es el autor principal de un nuevo estudio publicado en Astrophysical Journal, para el cual se utilizó información del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y otros cuatro telescopios en la Tierra, para determinar la distancia de una estrella con su borde interior de su discoprotoplanetario que la rodea.

Hacer estas mediciones no fue tan simple como lo hubiera sido colocar una regla en el borde una fotografía y medir la distancia entre dos puntos.

Para hacer las mediciones los investigadores utilizaron un método denominado ‘foto reverberación’ (photo-reverberation) o ‘ecos de luz’. Cuando la estrella central brilla, parte de su luz impacta en el disco circundante, causando un eco retrasado. Los científicos midieron primero el tiempo que le tomó a la luz llegar directamente desde su estrella hasta la Tierra, y luego esperaron la llegada del eco para medir las distancias.

Gracias a la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein, sabemos que luz viaja a una velocidad constante. Para determinar una distancia, los astrónomos pueden multiplicar la velocidad de la luz por el tiempo que demora en llegar de un lugar a otro.

Para aprovechar las ventajas de esta fórmula, los científicos necesitan encontrar una estrella con emisión variable (es decir, una estrella que emite una radiación de una manera impredecible e irregular. Nuestro propio sol tiene una emisión bastante estable, pero una estrella variable tendría cambios únicos, detectables en la radiación que se podrían utilizar para recoger los correspondientes ecos de luz). Las estrellas jóvenes, que tienen emisión variable, son los mejores candidatos.

La estrella utilizada en este estudio fue YLW 16B, que se encuentra a unos 400 años luz de la Tierra. Esta estrella tiene una masa similar a la de nuestro Sol, pero es considerada un ‘bebé’ en relación con nuestro astro, que tiene 4.6 mil millones de años de edad.

Los astrónomos combinaron datos de Spitzer con las observaciones de los telescopios terrestres: el telescopio Mayall en el Observatorio Nacional de Kitt Peak en Arizona; el SOAR y la inteligencia telescopios en Chile; y el telescopio Harold L. Johnson en México.

Imagen: La imagen muestra una estrella rodeada por un disco protoplanetario. El material del disco grueso fluye a lo largo líneas del campo magnético de la estrella y se deposita sobre la superficie de la estrella. Cuando el material golpea la estrella, se ilumina brillantemente .