Aydi, quien recientemente recibió una Beca Hubble de la NASA, es el primer autor del estudio. El proyecto fue una colaboración con Shazrene Mohamed, profesora asociada de la Universidad de Miami y astrofísica del Observatorio Astronómico de Sudáfrica, o SAAO.

El dúo descubrió que las interacciones entre una estrella gigante roja y un objeto subestelar cercano crean patrones texturizados distintos, como arcos y espirales de múltiples brazos, en la vecindad de la estrella.

En nuestro sistema solar, el sol ha crecido tanto que el objeto subestelar cercano sería Júpiter. En otros sistemas solares, este vecino podría ser un planeta aún más grande o lo que se conoce como una enana marrón, un objeto celeste más grande que un planeta gigante gaseoso pero más pequeño que una estrella.

El tiempo dirá si aparecen arcos y espirales en nuestro sistema solar, pero los astrónomos ahora pueden comenzar a buscarlos cerca de otras estrellas similares al Sol en la Vía Láctea.

“Tenemos nuevas tecnologías e instalaciones de vanguardia que deberían poder resolver este tipo de estructuras en otras partes de nuestra galaxia”, dijo Aydi. Este grupo de vanguardia incluye el Telescopio Espacial James Webb recientemente lanzado y el Observatorio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, o ALMA, en Chile.

“Aunque los astrónomos han encontrado y estudiado espirales simples en sistemas donde hay una gigante roja y otra estrella, nunca antes se habían observado espirales múltiples de una gigante roja y una compañera subestelar”, dijo Aydi. “Encontrarlos confirmaría el resultado de estas simulaciones y mostraría cómo podría ser algún día nuestro sistema solar”.

El aspecto exacto de esta imagen está relacionado con varias características de las interacciones entre la estrella gigante roja y su gran planeta compañero cercano, o enana marrón.

Cuando una estrella se expande hasta convertirse en una gigante roja, esparce gas y polvo por todo su sistema solar como si llenara una piscina. La estrella también pulsa, creciendo y encogiéndose en ciclos, enviando ondas de choque que ondulan a través de la piscina de gas y polvo. El compañero cercano de la estrella continúa orbitando a través de la cuenca turbulenta.

“Las ondas de choque interactúan con la estela del compañero cercano”, dijo Mohamed, quien fue asesor de doctorado de Aydis en SAAO y la Universidad de Ciudad del Cabo en Sudáfrica. “El proceso es similar a lo que sucede cuando las olas del mar golpean la estela de una lancha rápida, solo que más extremo”.

Elias Aydi y Shazrene Mohamed han creado un video de sus simulaciones por computadora que muestra interacciones celestes que podrían anticipar el destino de nuestro sistema solar.

La forma en que se alinean las olas y las estelas determina la forma del patrón en el gas. Físicamente, esto significa cómo se sincronizará la órbita de la compañera con el ciclo de ondas de choque de la estrella.

Por ejemplo, cuando el planeta orbita la estrella una vez, exactamente cuando la estrella pulsa dos veces, dos estructuras en forma de varilla crecen a través de la nube de gas y polvo. Pero cuando esa proporción no es exactamente de 2 a 1, las barras comienzan a curvarse, formando una espiral de dos brazos. Si la relación está más cerca de 3 a 1, nuevamente sin ser exactos, la espiral obtiene un tercer brazo.

“Sin embargo, creo que es poco probable que terminemos en bares”, dijo Aydi. “Las espirales son mucho más interesantes y mucho más divertidas de ver”.