El telescopio espacial James Webb de la NASA ha captado imágenes del funcionamiento interno de un disco de polvo que rodea a una estrella enana roja cercana. Estas observaciones representan la primera vez que el disco previamente conocido ha sido fotografiado en estas longitudes de onda infrarrojas de luz. También proporcionan pistas sobre la composición del disco.

El sistema estelar en cuestión, AU Microscopii o AU Mic, se encuentra a 32 años luz de distancia en la constelación austral Microscopium. Tiene aproximadamente 23 millones de años, lo que significa que la formación de planetas ha terminado ya que ese proceso suele tardar menos de 10 millones de años. La estrella tiene dos planetas conocidos, descubiertos por otros telescopios. El disco de escombros polvoriento que queda es el resultado de colisiones entre planetesimales sobrantes, un equivalente más masivo del polvo en nuestro sistema solar que crea un fenómeno conocido como luz zodiacal.

« Un disco de escombros se repone continuamente por colisiones de planetesimales. Al estudiarlo, obtenemos una ventana única a la historia dinámica reciente de este sistema », dijo Kellen Lawson del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, autor principal del estudio y miembro de el equipo de investigación que estudió AU Mic.

« Este sistema es uno de los pocos ejemplos de una estrella joven, con exoplanetas conocidos y un disco de escombros que está lo suficientemente cerca y lo suficientemente brillante como para estudiar de manera integral utilizando los instrumentos excepcionalmente poderosos de Webb », dijo Josh Schlieder del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. investigador principal del programa de observación y coautor del estudio.

El equipo utilizó la cámara de infrarrojo cercano de Webb (NIRCam) para estudiar AU Mic. Con la ayuda del coronógrafo de NIRCam, que bloquea la luz intensa de la estrella central, pudieron estudiar la región muy cercana a la estrella. Las imágenes de NIRCam permitieron a los investigadores rastrear el disco tan cerca de la estrella como 5 unidades astronómicas (460 millones de millas), el equivalente a la órbita de Júpiter en nuestro sistema solar.

« Nuestro primer vistazo a los datos superó con creces las expectativas. Era más detallado de lo que esperábamos. Era más brillante de lo que esperábamos. Detectamos el disco más cerca de lo que esperábamos. Esperamos que a medida que profundicemos, habrá algunas sorpresas más que no habíamos previsto », afirmó Schlieder.

El programa de observación obtuvo imágenes en longitudes de onda de 3,56 y 4,44 micras. El equipo descubrió que el disco era más brillante en la longitud de onda más corta, o « más azul », lo que probablemente significa que contiene una gran cantidad de polvo fino que es más eficiente para dispersar longitudes de onda de luz más cortas. Este hallazgo es consistente con los resultados de estudios previos, que encontraron que la presión de radiación de AU Mic, a diferencia de las estrellas más masivas, no sería lo suficientemente fuerte como para expulsar el polvo fino del disco.

Si bien la detección del disco es importante, el objetivo final del equipo es buscar planetas gigantes en órbitas amplias, similares a Júpiter, Saturno o los gigantes de hielo de nuestro sistema solar. Tales mundos son muy difíciles de detectar alrededor de estrellas distantes utilizando los métodos de tránsito o de velocidad radial.

« Esta es la primera vez que realmente tenemos sensibilidad para observar directamente planetas con órbitas anchas que tienen una masa significativamente menor que Júpiter y Saturno. Este es realmente un territorio nuevo e inexplorado en términos de imágenes directas alrededor de estrellas de baja masa », explicó Lawson..

Estos resultados se presentan hoy en una conferencia de prensa en la reunión 241 de la Sociedad Astronómica Estadounidense. Las observaciones se obtuvieron como parte del programa 1184 de tiempo garantizado de Webb.