15/Jul/08

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Sondean la Nebulosa de Orión con radiotelescopios buscando exoplanetas

Un sondeo detallado de las estrellas en la Nebulosa de Orión ha descubierto que menos del 10% tiene el suficiente polvo circundante para hacer planetas del tamaño de Júpiter, de acuerdo con un informe de los astrónomos de la Universidad de California, Berkeley, el California Institute of Technology (Caltech) y el Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica

"Pensamos que la mayor parte de las estrellas en la galaxia se formó en regiones densas como la de Orión, de modo que implica que sistemas como el nuestro podría ser la excepción más que la regla", dijo Joshua Eisner, autor principal, becario Miller de postdoctorado en UC Berkeley. Esto es coherente con los actuales resultados de búsquedas de planetas, que están descubriendo que sólo cerca del 6% de las estrellas sondeadas tienen planetas del tamaño de Júpiter o más grandes.

El estudio realizado por Eisner, por John M. Carpenter, astrónomo de Caltech, y sus colegas aparecerá en la edición del 10 de agosto del The Astrophysical Journal.

El Nebulosa de Orión es un brillante grupo de apenas un millón de años de edad, iluminada por la luz de estrellas recién formadas, como una joya en la espada del cazador Orión. El grupo es también muy denso, dijo Eisner, con 1.000 estrellas apretadas dentro de una región de algunos años-luz de lado. Para comparar, en el vecindario del Sol, hay sólo una estrella dentro de ese volumen de espacio.

Hace cuatro mil millones años, sin embargo, el Sol podría haber estado en un grupo denso y abierto como Orión. Porque los grupos abiertos como Orión al final se vuelven libres de la gravedad, se dispersan a lo largo de miles de millones de años, y como resultado, los compañeros de nacimiento del Sol se han ido lejos.

Estudiar grupos de estrellas como la Nebulosa de Orión "ayuda a nuestra comprensión del típico modo de formación de estrellas y planetas", dijo Eisner.

Las nuevas conclusiones provienen de algunas de las primeras observaciones de un conjunto de radiotelescopios operado en conjunto por la UC Berkeley, el Caltech, la Universidad de Maryland y la Universidad de Illinois, y ubicado en Cedar Flat al este de las Montañas Inyo de California, cerca de la ciudad de Bishop. El conjunto combinado para investigación en astronomía milimétrica (CARMA) fue creado en 2004 al trasladar los nueve telescopios de 6 metros del conjunto de la Asociación Berkeley-Illinois-Maryland (BIMA) desde Hat Creek, California, y los seis telescopios de 10 metros del conjunto de onda-milimétrico del Radio-Observatorio Valle Owen (OVRO) de la Caltech a Cedar Flat. El plato de 15 metros del conjunto realizó sus primeras observaciones en 2006.

El conjunto CARMA observa las longitudes de onda milimétricas, que es ideal para perforar las nubes de polvo y gas que rodean a las estrellas jóvenes para ver sus densos discos de polvo. Eisner y sus colegas también usaron para este estudio el conjunto Submilimétrico (SMA), en la cima de Mauna Kea en Hawai. La combinación del CARMA y el SMA permitió la sensibilidad y la alta calidad de imagen necesarias para observar los discos de polvo en Orión.

Las observaciones de los astrónomos de la región central de Orión, más de 250 estrellas conocidas mostraron que sólo un 10% emitía radiación de longitud de onda de 1,3 milímetros, la típica emisión de un disco caliente de polvo. Se consideró que menos todavía -menos del 8% de las estrellas sondeadas- tenían discos de polvo con masas mayores a una centésima de la masa del Sol, una masa considerada como el límite inferior para la formación de planetas del tamaño de Júpiter. La masa promedio de un disco protoplanetario en la región era de apenas una milésima de la masa del Sol, según calcularon los investigadores.

Eisner señaló que los sondeos previos que él y Carpenter habían realizado en otros grupos jóvenes y abiertos, más viejos o más jóvenes que Orión, mostraban una tendencia evolutiva en el promedio de masas de los discos en las diferentes regiones. Los grupos más viejos tendían a mostrar menos polvo, quizás porque gran parte de él ya se había condensado en planetas.

Los sondeos previos de otra región de formación de estrellas de menor densidad -el grupo Tauro- mostraban que más del 20% de sus estrellas tenían suficiente masa para formar planetas. La diferencia probablemente está relacionada con las estrellas calientes y muy apiñadas del grupo Orión, dijo Carpenter, astrónomo de investigación superior y subdirector de OVRO.

"De algún modo, el ambiente del grupo Orión no es propicio para la formación de discos muy masivos o que sobrevivan, presumiblemente debido al campo de ionización de las enormes estrellas calientes, de las que se puede esperar que foto-evaporen polvo y terminen con discos de poca masa", dijo.

Muchas de las estrellas de Orión captadas por CARMA ya habían sido fotografiadas por el Telescopio Espacial Hubble y las apodaron proplyds, por discos protoplanetarios. Mientras el Hubble veía los discos de polvo contra la estrella, el CARMA detectó directamente las emisiones de gases del mismo polvo.

"CARMA es un instrumento ideal para este tipo de estudio, con sus 15 telescopios que proveen la buena resolución necesaria para resolver discos protoplanetarios, de modo que podemos determinar su estructura y medir sus masas más precisamente", dijo Eisner.

Carpenter señaló que las futuras mejoras al conjunto CARMA podrían permitir la detección de discos aun más pequeños, capaces de formar planetas menores a Júpiter. Para detectar discos aun más pequeños, los capaces de formar planetas del tamaño de la Tierra, o súper-Tierra, se necesitará de un conjunto de más envergadura, como el gran conjunto milimétrico de Atacama (ALMA) ahora en construcción en Chile.

Los co-autores del artículo en la revista son Richard L. Plambeck, de UC Berkeley, Stuartt A. Corder, estudiante postgraduado de Caltech y Chunhua Qi, y David Wilner del Centro Harvard-Smithsonian para astrofísica, que opera el conjunto submilimétrico.

Fuente: Spaceflight. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard