Mientras estaba sentado en su oficina, Naman Bajaj miró los datos preciosos que llevaron a la última entrega de su trío de artículos publicados, cada uno de los cuales responde incrementalmente una pregunta muy cargada: ¿por qué algunos discos de planeta se arrastran a sus propias estrellas? Los tres estudios fueron robustos, interesantes y lo más importante, terminados. Pero antes de cerrar la puerta de estos últimos puntos de datos, entregados por el famoso telescopio espacial James Webb, Bajaj decidió retorcerlos por todo lo que valían. Sin embargo, ciertamente no esperaba abrir otra puerta.
«Mi asesor se fue a una conferencia o algo durante un mes; solo estaba jugando con los datos y diciendo: '¿Qué más puedo hacer? ¿Hay algo más que estos datos nos puedan decir?'», Le dijo Bajaj, un astrónomo de la Universidad de Arizona, a Space.com.
Pronto, él haría un hallazgo brillante. Uno de los estrella Los sujetos él y sus colaboradores ya pasaban tanto tiempo era en realidad un doble; Es solo que nadie se había dado cuenta. El cosmos, se nos recordan constantemente, es lo suficientemente grande como para que se pueda perder algo tan incomprensiblemente grande como un par de estrellas que se mueven entre sí. «Un píxel en esta imagen que estamos viendo es 14 AU», dijo Bajaj. Para el contexto, una sola au, o «unidad astronómica«Representa la distancia alucinante entre nuestro planeta y el sol: alrededor de 93 millones de millas (150 millones de kilómetros). En cierto modo, es notable que un humano pueda hacer este descubrimiento en absoluto.
El rastro de papel
Para entender cómo Bajaj llegó a su conclusión, recuerde esos primeros tres documentos. Los tres se referían a la dinámica de los discos llenos de materia alrededor de las estrellas. Es dentro de estos discos que los planetas pueden florecer de semillas rocosas o gaseosas, por lo que son tan interesantes para los científicos. Más específicamente, Bajaj y su equipo se estaban rascando la cabeza sobre cómo el material de esos discos a veces puede caer sobre las estrellas que los anclan. Es una especie de misterio por qué esto sucede.
«Por ejemplo», dijo Bajaj, «el Tierra está dando vueltas al sol, pero no está cayendo sobre el sol porque constantemente está dando vueltas en esa órbita «. De acuerdo con las leyes de la física establecidas por Isaac Newtonsi la órbita de un objeto no se interrumpe, no debería comenzar a cambiar su trayectoria. Entonces, el equipo razonó, tal vez algo está perturbando tales discos de caída interna y están no actuando por su cuenta. Todo tendría sentido si los discos perdieran un momento angular, por ejemplo, pero para hacer eso, tal vez necesitarían perder algunas de sus masas. Entonces, ¿cómo sucedería esa pérdida de masa?
Esta es la pregunta básica que Bajaj y los compañeros investigadores se propusieron responder.
En pocas palabras, el primer artículo del equipo confirmó que los fuertes «vientos» podrían estar moviendo material desde el disco verticalmente hacia arriba. El segundo artículo estaba destinado a calcular cuánto material se aleja a través de los chorros que disparan desde los discos, que son similares a los vientos, pero mucho más rápido y más estrecho. Mientras tanto, el tercer artículo estaba destinado a conectar a los dos primeros, comparando la pérdida de masa a través de los vientos con pérdida de masa a través de aviones. Pero Bajaj vio algo sospechoso en su conjunto de datos final.
El trabajo de su equipo sobre los aviones de alta energía relacionados con el disco se basó en cuatro candidatos estrella en el Tauro Región de formación de estrellas, que se encuentra a unos 457 años luz de la Tierra, y uno de estos candidatos tenía un avión que se veía … ¿demasiado perfecto? Se llama tau 042021.
«Este objeto en particular se extendió porque era muy simétrico: probablemente sea el mejor caso de simetría de chorro que hemos visto hasta ahora, creo», dijo. «La única forma en que puedes explicar este tipo de simetría es con un binario».
La simetría habla por sí misma
En este caso, el término «simetría» se usa en referencia a los dos lóbulos de un chorro de chorro de un objeto, el lóbulo sobre el objeto y el lóbulo debajo de él, sincronizándose entre sí.
«Si los dos lados del lóbulo no tienen nada que ver entre ellos, como si se muevan al azar, entonces no te dice nada, probablemente se deba al medio circundante», dijo Bajaj. «Pero cuando encuentras algún tipo de simetría, o incluso antisimetría para el caso, te está diciendo algo más».
«Si algo está sucediendo en el disco en sí, lo que verá es una simetría puntual», agregó Bajaj. «Siempre serán exactamente opuestos el uno del otro, esencialmente, pero ¿qué sucede cuando tienes un binario?»
Lo que esta simetría específica le dijo a Bajaj es el avión que estaba viendo asociado con Tau 042021 probablemente ni siquiera provenía del disco planetario de la estrella. Probablemente estaba volando de otra estrella orbitando alrededor del original.
«Mi primera reacción fue: 'Oh, esto es increíble'», dijo Bajaj. «Este técnicamente sería mi propio tipo de descubrimiento en cierto sentido, así que estaba muy emocionado, pero al mismo tiempo, pensé: 'Pero, ¿qué sé?'»
El siguiente paso, por supuesto, fue probar su hipótesis tanto como sea posible; Decidió usar modelos de binarios conocidos para asegurarse de que todo se revisara. Y, bueno, lo hizo: «En algún momento, había mirado lo suficiente en la literatura para saber que esto es real».
Especificaciones estelares
El hecho de que Bajaj estuviera mirando una relación de un píxel a 14-Au en su conjunto de datos, combinado con el hecho de que ambas estrellas en el binario recién encontrado son bebés que no han comenzado sus procesos básicos de fusión nuclear: no hay un tonelada Sabemos sobre los sujetos estelares. Sin embargo, sabemos un poco.
Por ejemplo, sabemos que las estrellas están separadas por una distancia de 1.35 Au, que en realidad está bastante cerca en términos astronómicos. Si puedes imaginarlo, eso significa que las dos estrellas están un poco más separadas que la Tierra y el sol. También sabemos que la masa de una de las estrellas debe ser de aproximadamente 0.33 masas solares, mientras que la otra debe tener aproximadamente 0.07 masas solares. Recuerde, son estrellas del bebé, por lo que no es como si dos objetos del tamaño del sol estuvieran sentados tan juntos. Y, fascinantemente, Bajaj resolvió que el disco alrededor del sistema es realmente (realmente) de grosor, hasta 250 UA en granos de polvo del tamaño de micras. «Esto corresponde a casi 27,000 veces el diámetro del sol», comentó. Mientras tanto, se estima que el diámetro del disco alcanza hasta 500 UA. Para el contexto, la distancia desde el sol hasta el final del cinturón de kuiper que se extiende mucho más allá de Neptuno es solo alrededor de 50 au.
«Incluso en casos de binarios, para esta masa particular de la estrella, creo que sigue siendo un caso atípico», dijo Bajaj sobre el enorme disco.
Esta pequeña información también podría ser suficiente para revolver algunas investigaciones en la comunidad de astronomía.
«Creo que la primera reacción será, 'Oh, eso es genial'», dijo Bajaj. «Y luego la segunda reacción será 'Oh, estamos condenados. Nuestra investigación está condenada'».
Esto se debe a que el objeto tau 042021 está bastante bien estudiado entre los físicos, incluso a través de Telescopio espacial James Webb (JWST) Imágenes. Esto se debe a que, por casualidad, la posición de la Tierra en el espacio nos permite ver el disco de la estrella. Imagine sostener un plato frente a usted, si el costado del plato está a la altura de los ojos con usted, lo está mirando con el borde.
Esta es una gran ventaja, porque las estrellas pueden volverse muy (muy) brillantes. «Independientemente de cuán sensible sea su instrumento, aún puede ver esto», dijo Bajaj. «A veces la estrella es demasiado brillante, por lo que no podemos observarlo con grandes instrumentos como el JWST, pero aquí, ese no es el caso. Aquí, la estrella no está obstaculizando nuestra capacidad en absoluto».
Además, el disco asociado con TAU 042021 se consideró particularmente grande incluso antes de que Bajaj incluso se enterara de la naturaleza binaria del sistema.
«Ha habido múltiples estudios con JWST y, sí, se verán afectados», dijo Bajaj. «Muchos de ellos se tratan de modelar lo que está sucediendo en el disco».
Si está tratando de modelar la evolución o el comportamiento del disco, explicó, entonces es crucial saber si hay una estrella o dos estrellas en el centro. También señala que probablemente haya una brecha mayor entre el área estelar central y el comienzo de la sección interna del disco que lo previamente previsto. «En sus modelos», dijo, «el disco comenzará en 1.2 UA, pero ahora el disco tiene que comenzar en 4 AU. Así que esa es una gran brecha allí mismo, y eso conducirá a muchas cosas diferentes».
En medio de ese posible caos, Bajaj espera continuar mirando el conjunto de datos que una vez pensó que finalmente estaba listo para avanzar. Está investigando las complejidades de los otros tres sujetos de tres estrellas, y tiene un presentimiento astuto sobre uno de ellos también es un binario sorpresa. También está interesado en saber si podría haber más de un avión en el sistema Tau 042021, tal vez una que proviene de cada estrella en su centro, y está tratando de averiguar si NASAS lanzado recientemente Telescopio espacial esferex puede ayudar con eso. Las preguntas son infinitas, y es recordar que son estas cuerdas de pensamiento que el telescopio espacial James Webb fue construido para inspirar en primer lugar. Realmente ha estado a la altura de su promesa.
Como dice Bajaj: «Estos conjuntos de datos del telescopio espacial James Webb son tan hermosos».
