marzo 28, 2024

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Los astrónomos descubren un embrión planetario joven: los protoplanetas en el disco de polvo de la estrella joven son solo el tercero claramente confirmado

Los astrónomos descubren un embrión planetario joven: los protoplanetas en el disco de polvo de la estrella joven son solo el tercero claramente confirmado

Spotlight revelador: los astrónomos han descubierto uno de los embriones planetarios más pequeños conocidos: solo el tercer protoplaneta confirmado positivamente y fotografiado directamente. El gigante gaseoso emergente tiene menos de cinco millones de años y está oculto en el disco de polvo de la joven estrella HD 169142, a 374 años luz de distancia.Puede identificarse por un punto de luz en movimiento, así como por un espacio de polvo fracturado, una especie de de cola de polvo.

Los planetas se forman en un disco giratorio de gas y polvo alrededor de estrellas jóvenes, y nuestro sistema solar tiene su origen en dicho disco protoplanetario. Por lo general, la primera indicación de un embrión planetario en desarrollo es la compresión local de la materia, combinada con una mayor radiación térmica. Además, a medida que el protoplanetario absorbe gradualmente el polvo en su órbita, crea un agujero en el disco protoplanetario.

Si bien tales cavidades en los discos de polvo de estrellas jóvenes se han observado con frecuencia, rara vez ha sido posible obtener imágenes directas de embriones planetarios. La primera “imagen de bebé” confirmada de un protoplaneta se encontró en la joven estrella PD 70, que se encuentra a unos 370 años luz de distancia, y en su disco protoplanetario se descubrieron dos gigantes gaseosos en crecimiento.

Un punto brillante de luz en el disco de polvo

Ahora, los astrónomos han logrado capturar otra “foto de bebé”: las imágenes tomadas con el instrumento SPHERE en el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral en Chile muestran un punto brillante de un embrión planetario en el disco de polvo alrededor de la joven estrella HD 169142, A 374 años luz de distancia.Esta estrella tiene 1,85 masas solares, un poco más grande que nuestro Sol, y tiene solo unos seis millones de años.

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“Pudimos usar nuestros datos para confirmar que hay un planeta a unas 37 unidades astronómicas de esta estrella, que orbita un poco más lejos que Neptuno en el sistema solar”, dice el autor principal Ian Hammond, de la Universidad de Monash en Australia. El punto brillante de luz de este protoplaneta se encuentra en un espacio en el disco protoplanetario, como cabría esperar de un protoplaneta. “Esto es claramente visible cuando se observa el disco con luz polarizada”, dice Hammond.

Esta imagen compuesta muestra el cambio en la posición del protoplaneta de 2015 a 2019. © Hammond et al. / MNNRAS, CC por 4.0

Movimiento típico y cola en espiral.

Las imágenes de HD 169142 y su disco de polvo, tomadas entre 2015 y 2019, muestran que la luminaria se ha movido ligeramente en cada uno de estos cuatro años. La dirección y la velocidad de este movimiento son totalmente consistentes con los valores que la teoría establece para un planeta en esta órbita, explican los astrónomos. “El movimiento de esta fuente de luz es lo que esperaría un protoplaneta en esta órbita”, dijo el equipo.

“En el infrarrojo, también podemos ver una señal en espiral cuya morfología coincide con una cola en espiral producida por un planeta”, dicen Hammond y sus colegas. Una simulación modelo confirmó que una región de curvatura de polvo condensado se encuentra detrás del planeta, creada por la turbulencia que provoca en el disco de materia. “Esto indica que otros discos protoplanetarios con colas en espiral también podrían albergar planetas no descubiertos”, dice Hammond.

Solo se descubrió el tercer protoplaneta.

Según los astrónomos, PD 70 b representa la tercera imagen claramente confirmada de un protoplaneta. “En los últimos 10 años, ha habido muchas observaciones falsas positivas de planetesimales maduros”, dice el coautor Valentin Christians de la Universidad de Lieja. Pero las imágenes HD 169142 y la buena concordancia con los modelos sí muestran la presencia de un protoplaneta en este sistema.

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Análisis más detallados también han sugerido que el embrión planetario HD 169142 b puede ser más pequeño que los protoplanetas alrededor de la estrella PD 70, porque todavía está rodeado por su propio capullo polvoriento. “Esta corteza de polvo y gas indica que capturamos este protoplaneta en una etapa temprana de su formación y evolución”, dice Hammond. “Dada la pequeña cantidad de protoplanetas confirmados, el descubrimiento de este embrión planetario puede ayudarnos a comprender cómo se forman los planetas”.

El equipo espera que las futuras observaciones con el telescopio espacial James Webb proporcionen más información sobre la evolución de esta joven estrella y su planeta. (Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society, 2023; doi: 10.1093/mnrasl/slad027)

Fuente: Universidad de Lieja