Las "Super-Tierras" y los planetas del tamaño de Neptuno podrían formarse alrededor de estrellas jóvenes en un número mucho mayor de lo que los científicos pensaban, sugiere una nueva investigación de un equipo internacional de astrónomos.
Observando una muestra de estrellas jóvenes en una región de formación estelar en la constelación de Tauro, los investigadores descubrieron que muchas de ellas están rodeadas de estructuras que pueden explicarse mejor como rastros creados por planetas invisibles y jóvenes en proceso. La investigación, publicadaen el Revista astrofísica , ayuda a los científicos a comprender mejor cómo surgió nuestro propio sistema solar.
Hace unos 4.600 millones de años, nuestro sistema solar era un remolino de gas y polvo que rodeaba a nuestro recién nacido sol. En las primeras etapas, este llamado disco protoplanetario no tenía características perceptibles, pero pronto, partes de él comenzaron ase unen en grupos de materia: los futuros planetas. A medida que recogían material nuevo a lo largo de su viaje alrededor del sol, crecieron y comenzaron a arar patrones de huecos y anillos en el disco del que se formaron. Con el tiempo, el disco polvoriento cediócamino a la disposición relativamente ordenada que conocemos hoy, que consiste en planetas, lunas, asteroides y ocasionalmente cometas.
Los científicos basan este escenario de cómo nuestro sistema solar llegó a ser en observaciones de discos protoplanetarios alrededor de otras estrellas que son lo suficientemente jóvenes como para estar actualmente en el proceso de nacimiento de planetas. Usando el Atacama Large Millimeter Array, o ALMA, que comprende 45 antenas de radioEn el desierto de Atacama en Chile, el equipo realizó un estudio de estrellas jóvenes en la región de formación estelar de Tauro, una vasta nube de gas y polvo ubicada a modestos 450 años luz de la Tierra. Cuando los investigadores tomaron imágenes de 32 estrellas rodeadas de discos protoplanetarios,descubrieron que 12 de ellos, 40 por ciento, tienen anillos y huecos, estructuras que según las mediciones y cálculos del equipo se explican mejor por la presencia de planetas nacientes.
"Esto es fascinante porque es la primera vez que las estadísticas de exoplanetas, que sugieren que las súper-Tierras y las Neptunas son el tipo más común de planetas, coinciden con las observaciones de discos protoplanetarios", dijo el autor principal del artículo, Feng Long, unestudiante de doctorado en el Instituto Kavli de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Pekín en Bejing, China.
Si bien algunos discos protoplanetarios aparecen como objetos uniformes, parecidos a panqueques que carecen de características o patrones, se han observado anillos brillantes concéntricos separados por espacios, pero desde encuestas anteriores se han centrado en el más brillante de estos objetos porque son más fáciles de encontrar,no estaba claro qué tan comunes son realmente los discos con estructuras de anillo y espacio en el universo.Este estudio presenta los resultados de la primera encuesta imparcial en que los discos de destino se seleccionaron independientemente de su brillo; en otras palabras, los investigadores no sabían si algunode sus objetivos tenían estructuras de anillo cuando los seleccionaron para la encuesta.
"La mayoría de las observaciones anteriores se habían dirigido a detectar la presencia de planetas muy masivos, que sabemos que son raros, que habían tallado grandes agujeros internos o huecos en discos brillantes", dijo la segunda autora del artículo, Paola Pinilla, becaria de la NASA Hubbleen el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona: "Si bien se habían inferido planetas masivos en algunos de estos discos brillantes, se sabía poco sobre los discos más débiles".
El equipo, que también incluye a Nathan Hendler e Ilaria Pascucci en el Laboratorio Lunar y Planetario de la UA, midió las propiedades de los anillos y huecos observados con ALMA y analizó los datos para evaluar los posibles mecanismos que podrían causar los anillos y huecos observados.las estructuras pueden ser talladas por planetas, investigaciones previas han sugerido que también pueden ser creadas por otros efectos. En un escenario comúnmente sugerido, las llamadas líneas de hielo causadas por cambios en la química de las partículas de polvo a través del disco en respuesta a la distanciahacia la estrella anfitriona y su campo magnético crean variaciones de presión en el disco. Estos efectos pueden crear variaciones en el disco, que se manifiestan como anillos y huecos.
Los investigadores realizaron análisis para probar estas explicaciones alternativas y no pudieron establecer ninguna correlación entre las propiedades estelares y los patrones de huecos y anillos que observaron.
"Por lo tanto, podemos descartar la idea comúnmente propuesta de las líneas de hielo que causan los anillos y las brechas", dijo Pinilla. "Nuestros hallazgos dejan a los planetas nacientes como la causa más probable de los patrones que observamos, aunque algunos otros procesos también pueden estar entrabajo."
Dado que la detección directa de los planetas individuales es imposible debido al brillo abrumador de la estrella anfitriona, el equipo realizó cálculos para tener una idea de los tipos de planetas que se podrían estar formando en la región de formación estelar de Tauro. Según los hallazgos,Los planetas gaseosos del tamaño de Neptuno o las llamadas súper-Tierras planetas terrestres de hasta 20 masas terrestres deberían ser los más comunes. Solo dos de los discos observados podrían albergar gigantes que rivalizan con Júpiter, el planeta más grande del sistema solar..
"Dado que la mayoría de las encuestas actuales de exoplanetas no pueden penetrar el grueso polvo de los discos protoplanetarios, todos los exoplanetas, con una excepción, se han detectado en sistemas más evolucionados donde un disco ya no está presente", dijo Pinilla.
En adelante, el grupo de investigación planea mover las antenas de ALMA más lejos, lo que debería aumentar la resolución de la matriz a alrededor de cinco unidades astronómicas una UA es igual a la distancia promedio entre la Tierra y el sol, y hacer que las antenas sean sensibles a otrasfrecuencias que son sensibles a otros tipos de polvo.
"Nuestros resultados son un paso emocionante para comprender esta fase clave de la formación de planetas", dijo Long, "y al hacer estos ajustes, esperamos comprender mejor los orígenes de los anillos y las brechas".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Arizona . Original escrito por Daniel Stolte. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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