Pesando el polvo alrededor de estrellas jóvenes exprés
Los granos de polvo en el disco alrededor de una estrella joven se agrupan, crecen y algún día se convertirán en planetas. Pero para saber cuánto material para planetas hay en cada disco, hay que medir su masa y su tamaño. No se puede pesar directamente una nube lejana: hay que inferirlo de la radiación del polvo.
Los astrónomos entrenaron una red neuronal con miles de modelos de discos calculados con un código informático detallado. La red aprendió a dar rápidamente los parámetros del disco a partir de su imagen y su espectro. Luego la conectaron con un algoritmo de optimización bayesiana que busca la mejor correspondencia entre el modelo y las observaciones. Así procesaron imágenes en la longitud de onda de 1,3 mm y espectros de discos protoplanetarios en la nube molecular de Ofiuco.
Resultó que para los discos de clase II (más maduros) se puede ajustar bien el modelo tanto a la imagen como al espectro. Para los objetos más jóvenes de clase I y las fuentes "planas", los espectros se ajustan peor; posiblemente allí el polvo está distribuido de otra manera o hay calentamiento adicional. La distribución de masas de los discos resultó más ancha y más plana de lo que dan las estimaciones simples basadas en el brillo a 1,3 mm: hay más discos tanto muy ligeros como muy pesados.
La razón es que el brillo del polvo no depende solo de su masa, sino también de la temperatura y del espesor óptico. Estos efectos están fuertemente relacionados con el tamaño y la inclinación del disco, que precisamente se precisan con las imágenes. También se descubrió que al pasar de los objetos jóvenes de clase I a las fuentes planas y a los discos de clase II, la altura del disco y su "hinchazón" hacia el borde disminuyen notablemente. Los discos se vuelven más delgados y más planos.
Los discos de polvo alrededor de estrellas jóvenes son tan densos en el centro que la luz de la estrella no puede atravesarlos directamente: solo los vemos en el infrarrojo y en el rango de los milímetros, donde el propio polvo brilla.
En 'Interstellar', los héroes viajan a través de un agujero de gusano hacia planetas alrededor de un agujero negro, pero su camino comenzaría en un disco protoplanetario: precisamente de un disco como el de la nube de Ofiuco podrían haberse formado los planetas.