Descubren la sorprendente composición química de los anillos moleculares alrededor de una joven estrella
24/9/2015 de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) / The Astrophysical Journal
Imagen obtenida con ALMA de los dos anillos de DCO+ que circundan la estrella IM Lup. Los anillos revelan detalles sobre las condiciones de este joven disco protoplanetario. La existencia del anillo externo fue una sorpresa, y arroja nueva luz acerca de la formación de moléculas pesadas (las que contienen deuterio) en este sistema y otros similares. Créditos: K. Oberg, CfA; ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).
Gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un equipo de astrónomos descubrió dos espectaculares anillos de moléculas alrededor de la joven estrella IM Lup, que se asemeja a nuestro Sol. Estos anillos están compuestos por uno de los iones pesados (moléculas cargadas eléctricamente) más comunes del Universo, DCO+ (deuterio, carbono y oxígeno). En esta molécula, el deuterio reemplaza el átomo de hidrógeno de la molécula HCO+ mediante un proceso conocido como intercambio hidrógeno-deuterio.
Este fenómeno químico revela nuevos datos sobre las condiciones del disco protoplanetario que rodea esta joven estrella. “Con ALMA podemos estudiar directamente la composición química de discos donde se están formando planetas en este momento”, afirma Karin Öberg, astrónoma del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics de Cambridge (Massachusetts) y autora principal de un artículo sobre este hallazgo publicado en el Astrophysical Journal. “Las moléculas formaron dos espectaculares anillos. El anillo interno esperábamos verlo, pero el descubrimiento del anillo externo fue una sorpresa total, y arroja nueva luz acerca de los confines de los discos protoplanetarios”.
Según los astrónomos, la presencia de un anillo de DCO+ más cerca de la estrella se debe a una combinación específica de bajas temperaturas y abundante gas de monóxido de carbono (CO), esencial para la formación de DCO+. Cerca de la estrella el entorno es demasiado caliente para la formación de DCO+, mientras que en las zonas más alejadas, el CO se congela por completo y forma una capa de hielo sobre los granos de polvo y los planetesimales.
La presencia del anillo externo indica que las condiciones del entorno no solo se vuelven más frías y oscuras al alejarse de la estrella, como era de esperar, sino que además se llega a un punto donde la densidad del disco es tan baja que parte de la luz de la estrella anfitriona puede penetrar hasta el plano medio del disco. Este fenómeno repone el gas de CO y reactiva la producción de DCO+. Así, las pesadas moléculas que contienen deuterio pueden formarse en más lugares alrededor de las jóvenes estrellas de lo que se creía hasta ahora.
