Formación de planetas alrededor de estrellas binarias

Universe Today / Ciencia Kanija
15/12/09

Los imaginativos escritores de ciencia-ficción y artistas espaciales describen frecuentemente el encantador paisaje de una puesta de sol gemela donde un par de estrellas binarias se ocultan tras el horizonte (piensa en Star Wars). Aunque se ha establecido que pueden existir planetas en tales sistemas orbitando en resonancia, esto sólo sigue siendo cierto para planetas completamente formados. ¿Pueden los sistemas estelares en formación dar soporte a un disco de acreción a partir del cual formar planetas? Esta es la cuestión que un nuevo artículo de M. G. Petr-Gotzens y S. Daemgen del Observatorio Europeo del Surjunto a S. Correia del Instituto Astronómico de Postdam intentan responder.

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Las observaciones de estrellas jóvenes aisladas con discos han revelado que la fuerza principal que provoca la dispersión del disco es la propia estrella. El viento estelar y la presión de radiación expanden el disco en 6-10 millones de años. Se predice que las estrellas más masivas y calientes dispersen sus discos más rápidamente. No obstante, “muchas estrellas son miembros de un sistema binario o múltiple, y para estrellas cercanas similares al Sol la fracción de binarias es incluso tan alta como el 60%”. ¿Podrían las perturbaciones gravitatorias o la intensidad añadida de dos estrellas desmembrar los discos antes de que puedan formarse los planetas?

Para explorar esto, el equipo observó 22 sistemas binarios estellares jóvenes en formación en la Nebulosa de Orión buscando signos de discos. Usaron principalmente dos métodos: El primero fue buscar un exceso de emisión en el infrarrojo cercano. Esto trazaría los discos de acreción conforme irradian la energía absorbida en forma de calor. El segundo fue buscar espectroscópicamente emisiones de bromuro que está excitado cuando el campo magnético de la estrella joven sube éste (y otros) elementos desde el disco a la superficie estelar.

Cuando se analizaron los resultados encontraron que hasta el 80% de los sistemas binarios tenían un disco de acreción activo. Muchos sólo contenían un disco alrededor de la estrella principal aunque casi los mismos contenían discos alrededor de ambas estrellas. Sólo un sistema tenía pruebas de un disco de acreción alrededor sólo de la estrella secundaria (de menor masa). Los autores señalan que, “la baja representación de los discos de acreción activos entre las secundarias apunta a que la disipación del disco funciona más rápido (potencialmente) en las secundarias de menor masa, lo que nos lleva a especular que las secundarias es menos probable encontrar formación de planetas”.

No obstante, la edad media de las estrellas observadas era de apenas 1 millón de años. Esto significa que, incluso aunque los discos pueden formarse, el estudio no era lo bastante exhaustivo para determinar si durarían o no. Aunque un estudio de los planetas extrasolares ya conocidos revela que debe durar. Los autores comentan que: “casi 40 de los planetas extrasolares descubiertos hasta la fecha residen en sistemas binarios abiertos donde la separación de los componentes es mayor de 100 UA (lo bastante grande para la formación de planetas alrededor de una estrella no se ve fuertemente influenciada por la estrella compañera)”.

Extrañamente, esto parece estar en contra de un artículo de 2007 de Trilling et al. los cuales estudiaron otros sistemas binarios para el mismo exceso de IR indicativo de discos de escombros. En su estudio, determinaron que: “una gran fracción (casi el 60%) de los sistemas binarios observados con separaciones pequeñas (< 3 UA) tienen un exceso de emisión térmica". Esto sugiere que los sistemas tan cercanos pueden también ser capaces de retener discos durante algún tiempo. No está claro si pueden retenerse durante el suficiente tiempo como para formar planetas aunque parece improbable dado que no se han encontrado exoplanetas alrededor de binarias cerradas.