Astrónomos ven una enorme nube de escombros en el espacio después de la colisión de dos objetos

(CNN) – El espacio puede ser un lugar violento. Los objetos chocan entre sí, causando destrucción o dando lugar a la formación de cuerpos celestes más grandes. Los científicos sirven como detectives astronómicos y usan la evidencia que queda de estas colisiones para reconstruir lo que sucedió y aprender sobre los objetos involucrados.

Los astrónomos tuvieron la oportunidad de observar una nube de escombros masiva del tamaño de una estrella debido a un impacto de este tipo cuando pasó frente a una estrella cercana y bloqueó parte de su luz. Este oscurecimiento temporal de la luz de las estrellas, conocido como tránsito, es a menudo un método utilizado para detectar la presencia de exoplanetas alrededor de estrellas más allá de nuestro sistema solar. Pero esta vez, las observaciones revelaron evidencia de una colisión entre dos cuerpos celestes probablemente del tamaño de asteroides gigantes o miniplanetas, dijeron los científicos.

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Un equipo de astrónomos comenzó a observar de forma rutinaria HD 166191, una estrella de 10 millones de años similar a nuestro sol ubicada a 388 años luz de distancia, en 2015. Hablando astronómicamente, todavía es una estrella bastante joven, considerando que nuestro sol es 4.600 millones de años. A esta edad, los planetesimales suelen formarse alrededor de las estrellas. Estos grupos de polvo en órbita que quedan de la formación de la estrella se convierten en cuerpos rocosos, no muy diferentes a los asteroides que quedan de la formación de nuestro sistema solar. Los planetesimales que se encuentran alrededor de otras estrellas pueden recolectar material y aumentar de tamaño, convirtiéndose eventualmente en planetas.

El gas, que es necesario para la formación de estrellas, se dispersa con el tiempo entre los planetesimales, y luego estos objetos corren un riesgo cada vez mayor de chocar entre sí.

El equipo de investigación había considerado que probablemente podrían presenciar tal evento si continuaban observando HD 166191. Utilizando el telescopio espacial Spitzer , los astrónomos realizaron más de 100 observaciones de la estrella entre 2015 y 2019. (Spitzer se retiró en el principios de 2020.)

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Los escombros proporcionan pistas sobre la formación planetaria

Los planetesimales son demasiado pequeños para ser vistos por telescopios, pero cuando chocan entre sí, sus nubes de polvo son lo suficientemente grandes como para ser observables.

Según los datos observables, los investigadores inicialmente creen que la nube de escombros se alargó tanto que ocupó un área aproximadamente tres veces mayor que la de la estrella, y esa es la estimación mínima. Pero la observación infrarroja de Spitzer solo vio una pequeña porción de la nube pasar frente a la estrella, mientras que la nube de escombros total abarcó una región cientos de veces el tamaño de la estrella.

Para crear una nube tan masiva, la colisión probablemente fue el resultado de dos objetos de tamaño similar a Vesta, un asteroide gigante de 530 kilómetros de ancho casi del tamaño de un planeta enano en el asteroide principal. cinturón encontrado entre Marte y Júpiter en nuestro sistema solar, uniéndose.

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Cuando estos dos cuerpos celestes chocaron, crearon suficiente calor y energía para vaporizar algunos de los escombros. Los fragmentos de esta colisión probablemente se estrellaron contra otros objetos pequeños que orbitaban HD 166191, lo que contribuyó a la nube de polvo que vio Spitzer.

“Al observar los discos de escombros polvorientos alrededor de las estrellas jóvenes, esencialmente podemos mirar hacia atrás en el tiempo y ver los procesos que pueden haber dado forma a nuestro propio sistema solar”, dijo la autora principal del estudio, Kate Su, profesora de investigación en el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona, en una declaración. “Al aprender sobre el resultado de las colisiones en estos sistemas, también podemos tener una mejor idea de la frecuencia con la que se forman los planetas rocosos alrededor de otras estrellas”.

Primera observación de un testigo después de la colisión

A mediados de 2018, el HD 166191 aumentó en brillo, lo que sugiere actividad. Spitzer, que observó la luz infrarroja que es invisible para los ojos humanos, detectó una nube de escombros mientras se movía frente a la estrella. Esta observación se comparó con las tomadas en luz visible por telescopios terrestres, que revelaron el tamaño y la forma de la nube, así como la rapidez con que evolucionó. Los telescopios terrestres también habían presenciado un evento similar unos 142 días antes, durante un tiempo en el que había una brecha en las observaciones de Spitzer.

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“Por primera vez, capturamos tanto el brillo infrarrojo del polvo como la neblina que introduce el polvo cuando la nube pasa frente a la estrella”, dijo el coautor del estudio Everett Schlawin, profesor asistente de investigación en el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona, en una declaración.

Los intentos anteriores de Spitzer de observar colisiones alrededor de estrellas jóvenes no revelaron muchos detalles. Las nuevas observaciones fueron publicadas la semana pasada en The Astrophysical Journal.

“No hay sustituto para ser testigo presencial de un evento”, dijo el coautor del estudio George Rieke, profesor de astronomía y ciencias planetarias de Regents en el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona, en un comunicado. “Todos los casos informados previamente por Spitzer no han sido resueltos, con solo hipótesis teóricas sobre cómo podría haber sido el evento real y la nube de escombros”.

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A medida que los investigadores continuaron con las observaciones, observaron que la nube de escombros se expandía y se volvía más translúcida a medida que el polvo se dispersaba rápidamente.

La nube ya no era visible en 2019. Sin embargo, había el doble de polvo en el sistema en comparación con las observaciones de Spitzer antes de la colisión.

El equipo de investigación continúa monitoreando la estrella usando otros observatorios infrarrojos y anticipando nuevas observaciones de este tipo de colisiones usando el Telescopio Espacial James Webb lanzado recientemente.