VEGA S DEBRIS DISK. Un análogo a nuestro Sistema Solar? Sara Rodríguez Berlanas Sistema Solar y Exoplanetas Master Astrofísica UCM 2014

Transcripción

1 VEGA S DEBRIS DISK Un análogo a nuestro Sistema Solar? Sara Rodríguez Berlanas Sistema Solar y Exoplanetas Master Astrofísica UCM 2014

2 Qué son los debris disks? Discos circumestelares (partículas de polvo y cuerpos similares a los que constituyen el cinturón de Kuiper de nuestro Sistema Solar). Estrecha relación con formación planetaria Dichos cuerpos serían remanentes del proceso de formación planetaria que tuvo lugar alrededor de la estrella. Establecer sus características puede ayudar a entender el proceso de formación planetaria y la evolución de los sistemas planetarios extrasolares. Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 2

3 Debris disk y formación planetaria Granos de polvo (~ 1 μm) comienzan un proceso de aglutinamiento. Crecen de tamaño Sedimentan hacia la parte media del disco. Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 3

4 Debris disk y formación planetaria La mayor densidad de material en el plano medio facilita el crecimiento de los planetesimales Los planetesimales más grandes acretan a los más pequeños (fuerza gravitatoria) Forman proto-planetas Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 4

5 Debris disk y formación planetaria Se diferencia la formación de un planeta rocoso de tipo terrestre de la de un planeta gigante gaseoso que debe formarse más allá de la línea de hielo (a partir de la cual las temperaturas son lo suficientemente bajas como para evitar que los elementos volátiles se evaporen y acretar grandes cantidades de gas). Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 5

6 Partículas pequeñas (tamaño de μm) Partículas grandes (>> 100 μm de tamaño) la opacidad de disco. la masa. DIFERENTES ZONAS A DIFERENTE TEMPERATURA En un disco de escombros se puede diferenciar típicamente diferentes zonas, que se encuentran a diferente temperatura. Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 6

7 SEDs Spectral Energy Distribution (SED) λ T Zona del disco Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 7

8 Vega y su debris disk 1. Anillo de escombros frio exterior (IRAS en 1984 y confirmado por Spitzer en 1995). 2. Anillo de escombros cálido interior (nuevos espectros de Spitzer y las imágenes de Herschel). Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 8

9 Vega y su debris disk Spitzer y Herschel pueden observar la emisión térmica de pequeños granos de polvo gracias a la gran superficie que abarcan, pero son incapaces de detectar los cuerpos más grandes. Presencia de polvo Grandes masas Planetesimales Varios mecanismos funcionan para eliminar los granos de polvo rápidamente (como la presión de radiación), por lo que deben ser repuestos continuamente por colisiones de cuerpos más grandes. Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 9

10 Vega y nuestro Sistema Solar Teorías sobre la formación del Sistema Vega deben explicar 1. Cómo se crearon los dos cinturones 2. Cómo el gap se mantiene libre de polvo. Explicación: presencia de múltiples planetas en este espacio (eliminan los granos de polvo e impiden la formación de otro cinturón en el gap). Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 10

11 Vega como un análogo al Sistema Solar Los dos cinturones de Vega tienen proporciones similares a las del nuestro cinturón principal de asteroides y al cinturón de Kuiper, pero son más masivos y están más lejos de su estrella. Vega es más masiva que nuestro Sol Las estrellas más masivas tienen discos más masivos y son más brillantes La temperatura del polvo se ve afectada, y en proporción, ambos sistemas tienen T similares Los discos tienen un mecanismo de formación dependiente de la temperatura Formación de planetas gigantes ( T más frías) Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 11

12 Señales de múltiples planetas Excesos IR modelados por dos componentes: Cinturón cálido cerca de la estrella + Cinturón más lejano y frío. La separación de las cinturones podría explicarse por la presencia de planetas. Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 12

13 Señales de múltiples planetas Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 13

14 Referencias García L.H. (2013), UNC Argentina, Tesis doctoral Marois C. et al. (2008), Science, Vol 322, Issue 5906, pp Sibthorpe B. (2010), A&A 518, L130 Su K. et al. (2005), ApJ 628:487 Su K. et al. (2013), ApJ 763:118 Wolf S. et al. (2007), P&SS, vol.55, Issue 5, p 569 Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 14

15 GRACIAS. Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 15

16 Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 16

17 Implicación de la estructura del debris disk de Vega Sistema Solar y Exoplanetas - S.R.Berlanas 17