Usando el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), en el que el Observatorio Europeo Austral (ESO) es socio, los astrónomos han detectado sin ambigüedades la presencia de un disco alrededor de un planeta fuera de nuestro Sistema Solar por primera vez. Las observaciones arrojarán nueva luz sobre cómo se forman las lunas y los planetas en los sistemas estelares jóvenes.
“Nuestro trabajo presenta una clara detección de un disco en el que se podrían estar formando satélites”, dice Myriam Benisty, investigadora de la Universidad de Grenoble, Francia, y de la Universidad de Chile, quien lideró la nueva investigación publicada hoy en The Astrophysical Journal Letters . “Nuestras observaciones de ALMA se obtuvieron con una resolución tan exquisita que pudimos identificar claramente que el disco está asociado con el planeta y podemos restringir su tamaño por primera vez” , agrega.
El disco en cuestión, llamado disco circumplanetario, rodea al exoplaneta PDS 70c, uno de los dos planetas gigantes similares a Júpiter que orbitan una estrella a casi 400 años luz de distancia. Los astrónomos habían encontrado indicios de un disco “en formación de luna” alrededor de este exoplaneta antes, pero, dado que no podían distinguir claramente el disco de su entorno circundante, no pudieron confirmar su detección, hasta ahora.
Usando el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), en el que el Observatorio Europeo Austral (ESO) es socio, los astrónomos han detectado sin ambigüedades la presencia de un disco alrededor de un planeta fuera de nuestro Sistema Solar por primera vez. Las observaciones arrojarán nueva luz sobre cómo se forman las lunas y los planetas en los sistemas estelares jóvenes.
Además, con la ayuda de ALMA, Benisty y su equipo encontraron que el disco tiene aproximadamente el mismo diámetro que la distancia de nuestro Sol a la Tierra y suficiente masa para formar hasta tres satélites del tamaño de la Luna.
Pero los resultados no solo son clave para descubrir cómo surgen las lunas. “Estas nuevas observaciones también son extremadamente importantes para probar las teorías de la formación de planetas que no se pudieron probar hasta ahora”, dice Jaehan Bae, investigador del Laboratorio de Tierra y Planetas de la Institución Carnegie para la Ciencia, EE.UU., y autor del estudio.
Los planetas se forman en discos polvorientos alrededor de estrellas jóvenes, formando cavidades a medida que devoran material de este disco estelar circundante para crecer. En este proceso, un planeta puede adquirir su propio disco planetario circunferencial , lo que contribuye al crecimiento del planeta al regular la cantidad de material que cae sobre él. Al mismo tiempo, el gas y el polvo en el disco circumplanetario pueden unirse en cuerpos progresivamente más grandes a través de múltiples colisiones, lo que finalmente conduce al nacimiento de lunas.
Pero los astrónomos aún no comprenden completamente los detalles de estos procesos. “En resumen, todavía no está claro cuándo, dónde y cómo se forman los planetas y las lunas”, explica el investigador de ESO Stefano Facchini, también involucrado en la investigación.
“Se han encontrado más de 4000 exoplanetas hasta ahora, pero todos ellos fueron detectados en sistemas maduros. PDS 70b y PDS 70c, que forman un sistema que recuerda al par Júpiter-Saturno, son los únicos dos exoplanetas detectados hasta ahora que todavía están en proceso de formación ”, explica Miriam Keppler, investigadora del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania y uno de los coautores del estudio [1].
“Por tanto, este sistema nos ofrece una oportunidad única para observar y estudiar los procesos de formación de planetas y satélites”, añade Facchini.
PDS 70b y PDS 70c, los dos planetas que componen el sistema, fueron descubiertos por primera vez utilizando el Very Large Telescope ( VLT ) de ESO en 2018 y 2019 respectivamente, y su naturaleza única significa que se han observado con otros telescopios e instrumentos muchas veces desde [2 ].
Las últimas observaciones de ALMA de alta resolución ahora han permitido a los astrónomos obtener más información sobre el sistema. Además de confirmar la detección del disco circumplanetario alrededor de PDS 70c y estudiar su tamaño y masa, encontraron que PDS 70b no muestra evidencia clara de tal disco, lo que indica que el PDS 70c lo privó de polvo de su entorno de nacimiento. .
Se logrará una comprensión aún más profunda del sistema planetario con el Extremely Large Telescope ( ELT ) de ESO , actualmente en construcción en Cerro Armazones en el desierto chileno de Atacama. “El ELT será clave para esta investigación ya que, con su resolución mucho más alta, podremos mapear el sistema con gran detalle”, dice el coautor Richard Teague, investigador del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian, Estados Unidos. En particular, utilizando el espectrógrafo y generador de imágenes ELT de infrarrojo medio ( METIS ) del ELT , el equipo podrá observar los movimientos de gas que rodean al PDS 70c para obtener una imagen 3D completa del sistema.
NOTAS
[1] A pesar de la similitud con el par Júpiter-Saturno, tenga en cuenta que el disco alrededor de PDS 70c es aproximadamente 500 veces más grande que los anillos de Saturno.
[2] El PDS 70b se descubrió utilizando el instrumento de búsqueda de exoplanetas de alto contraste espectropolarimétrico ( SPHERE ), mientras que el PDS 70c se descubrió utilizando el Explorador espectroscópico de unidades múltiples ( MUSE ) del VLT . El sistema de dos planetas también se ha investigado utilizando el instrumento X-shooter , también instalado en el VLT de ESO.
Fuente: ESO
