Los astrónomos hacen la primera detección clara de un disco lunar alrededor de un exoplaneta
Gracias al Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), del cual el Observatorio Europeo Austral (ESO) es socio, los astrónomos han detectado por primera vez sin ambigüedades la presencia de un disco alrededor de un planeta fuera de nuestro sistema solar. Las observaciones arrojarán nueva luz sobre la formación de lunas y planetas en sistemas estelares jóvenes.
«Nuestro trabajo presenta una detección clara de un disco en el que podrían formarse satélites», dice Myriam Benisty, investigadora de la Universidad de Grenoble, Francia, y de la Universidad de Chile, quien dirigió la nueva investigación publicada hoy en The Astrophysical Journal. Letras. “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 pistas encontradas de un disco «formando la luna» alrededor de este exoplaneta antes, pero, dado que no pudieron distinguir claramente el disco de su entorno circundante, no pudieron confirmar su detección, hasta ahora.
Además, con la ayuda de ALMA, Benisty y su equipo descubrieron que el disco tiene aproximadamente el mismo diámetro que la distancia entre nuestro Sol y la Tierra y la masa suficiente para formar hasta tres satélites del tamaño de la Luna.
Pero los resultados no solo son esenciales para descubrir cómo aparecen las lunas. «Estas nuevas observaciones también son extremadamente importantes para probar las teorías de la formación de planetas que no se han probado hasta ahora», dice Jaehan Bae, investigador del Laboratorio de la Tierra y los Planetas de la Carnegie Institution for Science, Estados Unidos. autor del estudio.
Los planetas se forman en discos polvorientos alrededor de estrellas jóvenes, formando cavidades a medida que envuelven el material de este disco circunestelar para expandirse. En este proceso, un planeta puede adquirir su propio disco circumplanetario, que ayuda al crecimiento del planeta al regular la cantidad de materia que cae sobre él. Al mismo tiempo, el gas y el polvo en el disco circumplanetario pueden acumularse en cuerpos cada vez 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 sabemos cuándo, dónde y cómo se forman los planetas y las lunas”, explica Stefano Facchini, investigador de ESO, también involucrado en la investigación.
“Hasta ahora se han descubierto más de 4000 exoplanetas, pero todos ellos se han detectado 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 la fecha que todavía se están formando ”, explica Miriam Keppler, investigadora del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania y una de las 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, se descubrieron por primera vez utilizando el Very Large Telescope de ESO (ALV) en 2018 y 2019 respectivamente, y su naturaleza única hace que se hayan observado con otros telescopios e instrumentos en varias ocasiones desde [2].
Las últimas observaciones de ALMA de alta resolución han proporcionado a los astrónomos una mejor comprensión del sistema. Además de confirmar la detección del disco circumplanetario alrededor del PDS 70c y estudiar su tamaño y masa, encontraron que el PDS 70b no presentaba pruebas claras de dicho disco, lo que indica que estaba privado de polvo. De su entorno de nacimiento por el PDS 70c. .
Se obtendrá una comprensión aún más profunda del sistema planetario con el telescopio extremadamente grande de ESO (ELT), actualmente en construcción en Cerro Armazones en el desierto de Atacama chileno. «ELT será la clave para esta investigación porque, con su resolución mucho más alta, podremos mapear el sistema con gran detalle», dijo el coautor Richard Teague, investigador del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian, Estados Unidos. En particular, utilizando el generador de imágenes de infrarrojo medio ELT y el espectrógrafo del ELT (METIS – https://elt.eso.org/instrument/METIS/), el equipo podrá observar el movimiento del gas alrededor del PDS 70c para obtener una imagen 3D completa del sistema.
