Los astrónomos teorizan que cuando nuestro Sol aún era joven, estaba rodeado por un disco de polvo y gas del que eventualmente se formaron los planetas. Se teoriza aún más que la mayoría de las estrellas en nuestro Universo están inicialmente rodeadas de esta manera por un "disco protoplanetario", y que en aproximadamente el 30% de los casos, estos discos se convertirán en un planeta o sistema de planetas.
Normalmente, se cree que estos discos orbitan alrededor de la banda ecuatorial (también conocida como la eclíptica) de una estrella o sistema de estrellas. Sin embargo, una nueva investigación realizada por un grupo internacional de científicos descubrió el primer ejemplo de un sistema estelar binario donde la orientación se volteó y el disco ahora orbita las estrellas alrededor de sus polos (perpendicular a la eclíptica).
Por el bien de su estudio, que fue publicado recientemente en la revista científica Naturaleza, el equipo confió en la matriz Atacama Large Millimeter / sub-milimeter Array (ALMA) para obtener imágenes de alta resolución de HD 98800, un sistema estelar cuádruple a unos 146,4 años luz de la Tierra. Dentro de este sistema, detectaron un par binario interno (HD 98800BaBb) de dos estrellas similares al Sol rodeadas por un disco del tamaño de un cinturón de asteroides.
Este descubrimiento confirma algo que anteriormente era solo una teoría para los astrónomos, que era que algunos discos de escombros podrían tener una configuración polar. Como dijo el Dr. Grant M. Kennedy, miembro investigador de la Royal Society University de la Universidad de Warwick y autor principal del estudio, en un comunicado de prensa de Warwick:
“Se ven discos ricos en gas y polvo alrededor de casi todas las estrellas jóvenes, y sabemos que al menos un tercio de las que orbitan estrellas individuales forman planetas. Algunos de estos planetas terminan desalineados con el giro de la estrella, por lo que nos hemos estado preguntando si algo similar podría ser posible para los planetas circumbinarios. Una peculiaridad de la dinámica significa que una llamada desalineación polar debería ser posible, pero hasta ahora no teníamos evidencia de discos desalineados en los que pudieran formarse estos planetas ".
Si bien es difícil observar el uso de la óptica convencional, los discos de desechos son relativamente fáciles de estudiar en la radio y las longitudes de onda del infrarrojo lejano (es decir, milímetros y submilímetros), debido a toda la radiación que absorben de sus estrellas madre. El Dr. Kennedy y sus colegas investigadores confiaron en la reconocida capacidad de ALMA para estudiar objetos en estas longitudes de onda para determinar la orientación del disco circumbinario protoplanetario HD 98800BaBb.
La órbita del binario ya se conocía gracias a investigaciones previas que determinaron cómo las estrellas orbitan entre sí. Al combinar esto con los datos obtenidos por ALMA, el Dr. Kennedy y su equipo pudieron establecer que la orientación del disco de escombros era consistente con una órbita perfectamente polar. Esto significaba que mientras las dos estrellas orbitan entre sí en un plano, el disco orbita en un plano perpendicular a ellas.
El aspecto más emocionante de este hallazgo, según el Dr. Kennedy, es que demuestra que los planetas pueden formarse en condiciones radicalmente diferentes a las que estamos familiarizados. Como él lo dijo:
“Quizás lo más emocionante de este descubrimiento es que el disco muestra algunas de las mismas firmas que atribuimos al crecimiento del polvo en discos alrededor de estrellas individuales. Consideramos que esto significa que la formación de planetas puede al menos comenzar en estos discos circumbinarios polares. Si el resto del proceso de formación del planeta puede suceder, podría haber toda una población de planetas circumbinarios desalineados que todavía tenemos que descubrir, y cosas como variaciones estacionales extrañas que considerar ".
"Extraño" es sin duda una descripción precisa. Imagínese, si lo desea, planetas en los que aparece un anillo brillante por la noche, se extiende desde el fondo del horizonte y se extiende hasta arriba. El ciclo diurno también sería muy diferente, ya que las dos estrellas se mueven a través del cielo tanto vertical como horizontalmente en el transcurso de un año. Y en ciertas épocas del año, solo una estrella sería evidente mientras orbitaban entre sí.
La configuración polar también significaría algunas variaciones estacionales inusuales, donde las diferentes latitudes recibirían más o menos iluminación durante todo el período orbital del planeta. En combinación con la propia rotación del planeta, las temperaturas y las condiciones de luz diurna variarían considerablemente alrededor del ecuador. Dependiendo del período orbital, las regiones polares pueden experimentar veranos e inviernos durante años a la vez.
Este último descubrimiento indica que, además de tener composiciones y entornos exóticos, los planetas extrasolares también pueden experimentar órbitas exóticas. Daniel Price, profesor asociado y miembro futuro de ARC en el Centro Monash de Astrofísica (MoCA) y coautor del artículo, explicó:
“Solíamos pensar que otros sistemas solares se formarían como el nuestro, con todos los planetas orbitando en la misma dirección alrededor de un solo sol. Pero con las nuevas imágenes vemos un disco giratorio de gas y polvo que orbita alrededor de dos estrellas. Fue bastante sorprendente también encontrar que ese disco orbita en ángulo recto con la órbita de las dos estrellas. Increíblemente, se vieron dos estrellas más orbitando ese disco. Entonces, si los planetas nacieran aquí, ¡habría cuatro soles en el cielo!
Además de ser una novedad científica que valida las predicciones hechas por los astrónomos, este último descubrimiento también podría enseñarnos mucho sobre cómo se pueden formar los planetas en otros sistemas solares. Dado que los ciclos orbitales y diurnos son un factor importante cuando se trata de la vida en la Tierra, quizás estos sistemas y otros similares también podrían enseñarnos una o dos cosas sobre cómo puede surgir la vida en otros planetas.
