Astrónomos han cartografiado por primera vez con gran detalle los campos magnéticos que atraviesan TW Hydrae, una estrella cercana rodeada por un disco de formación planetaria. La investigación, liderada por el Dr. Richard Teague del MIT, utiliza datos del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para arrojar luz sobre las fuerzas invisibles que dan forma a los nuevos mundos, similar a cómo se formó nuestro propio sistema solar.
Los planetas nacen en discos giratorios de gas y polvo alrededor de estrellas jóvenes. Si bien los telescopios han revelado la estructura y las brechas dentro de estos discos, la medición de los campos magnéticos, los agentes invisibles que guían y esculpen el material planetario, ha sido un desafío considerable. Se cree ampliamente que los campos magnéticos son cruciales para la evolución del disco y la creación de planetas, pero su presencia y estructura dentro de un disco como el de TW Hydrae no se había mapeado de manera concluyente hasta ahora.
El equipo del Dr. Teague analizó el ensanchamiento de señales de radio específicas, las cuales son firmas de moléculas en rotación dentro del disco. Al decodificar cambios sutiles en la luz de la molécula CN, detectaron el ensanchamiento característico causado por las interacciones del campo magnético, conocido como el Efecto Zeeman. Este método, que se basa en el análisis de cómo los campos magnéticos afectan las líneas espectrales de las moléculas, es una herramienta fundamental en astronomía para medir la intensidad de los campos magnéticos en objetos celestes, como el Sol y otras estrellas.
El análisis reveló campos magnéticos de hasta 10 miligauss, una milésima parte de la fuerza de un imán de refrigerador, pero inmensos a escala de formación planetaria. Estos campos se extienden desde 60 hasta 120 unidades astronómicas (UA) de la estrella, mostrando una estructura que cambia en una brecha prominente dentro del disco. Esto sugiere una conexión directa entre la actividad magnética y la formación de regiones planetarias.
El Dr. Teague señaló que la presencia y el patrón de estos campos se asemejan notablemente a lo que pudo haber permeado la nebulosa solar durante la formación de nuestros planetas, describiéndolo como la mejor visión que hemos tenido de la "mano invisible" que da forma al nacimiento de nuevos mundos. Este enfoque abre nuevas vías para responder a preguntas científicas de larga data sobre cómo los campos magnéticos impulsan la evolución de los discos y cómo influyen en qué planetas se forman y dónde.
A medida que los telescopios y los instrumentos se vuelven más sensibles, los astrónomos anticipan aplicar estas técnicas a muchos más discos. Las mejoras en ALMA, como el próximo receptor de Banda 1, están diseñadas precisamente para este propósito, demostrando que lo prometido con la actualización será posible a gran escala. La investigación realizada por el equipo del Dr. Teague, que incluye 17 artículos publicados en el Astrophysical Journal Letters, ha proporcionado observaciones detalladas de 15 discos protoplanetarios, ofreciendo una nueva perspectiva sobre los mecanismos de formación planetaria temprana. Este trabajo se centra en el gas dentro de estos sistemas, ya que proporciona información más profunda sobre la dinámica, la gravedad, la velocidad y la masa de los discos, a diferencia de las observaciones de polvo que ofrecen solo una instantánea. Este avance marca un hito significativo en la comprensión no solo de cómo se forman los planetas alrededor de otras estrellas, sino también de los orígenes de nuestro propio vecindario cósmico. La capacidad de ALMA para observar el universo en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas, sin ser obstaculizado por el polvo que oscurece la luz visible, es fundamental para revelar los detalles de las estrellas jóvenes y los planetas en desarrollo. El estudio de TW Hydrae, una de las estrellas jóvenes más cercanas y estudiadas, con un disco que ha sobrevivido más allá del tiempo de disipación típico, proporciona un laboratorio ideal para examinar los procesos de acreción magnetosférica y la formación estelar y planetaria.