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Los planetas se forman en sopas orgánicas con diferentes ingredientes

Una serie de nuevas imágenes revela que los planetas se forman en sopas orgánicas, y no hay dos sopas iguales

Fecha :
15 de septiembre de 2021
Fuente :
Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica
Resumen :
Los astrónomos han cartografiado las sustancias químicas dentro de los viveros planetarios con extraordinario detalle. Los mapas recientemente revelados revelan la ubicación de docenas de moléculas dentro de cinco discos protoplanetarios, regiones de polvo y gas donde se forman planetas alrededor de estrellas jóvenes.
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Ilustración del disco protoplanetario imagen de archivo.
Crédito: © Mopic / stock.adobe.com

Los astrónomos han cartografiado las sustancias químicas dentro de los viveros planetarios con extraordinario detalle. Los mapas recientemente revelados revelan la ubicación de docenas de moléculas dentro de cinco discos protoplanetarios, regiones de polvo y gas donde se forman planetas alrededor de estrellas jóvenes.

"Estos discos formadores de planetas están repletos de moléculas orgánicas, algunas de las cuales están implicadas en los orígenes de la vida aquí en la Tierra", explica Karin Öberg, astrónoma del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian CfA que dirigió el mapa"Esto es realmente emocionante; los químicos en cada disco afectarán en última instancia el tipo de planetas que se forman, y determinarán si los planetas pueden albergar vida".

Una serie de 20 artículos que detallan el proyecto, apropiadamente llamado Moléculas con ALMA en escalas de formación de planetas, o MAPS, se publicó hoy en el repositorio de acceso abierto arXiv. Los artículos también han sido aceptados en Suplemento de revista astrofísica como una próxima serie de edición especial para mostrar las imágenes de alta resolución y sus implicaciones.

Los planetas se forman en diferentes sopas

Los nuevos mapas de los discos revelan que las sustancias químicas en los discos protoplanetarios no están ubicadas uniformemente en cada disco; en cambio, cada disco es una sopa formadora de planetas diferente, una mezcla de moléculas o ingredientes planetarios. Los resultados sugieren que el planetaLa formación se produce en diversos entornos químicos y, a medida que se forman, cada planeta puede estar expuesto a moléculas muy diferentes según su ubicación en un disco.

"Nuestros mapas revelan que es muy importante en qué parte de un disco se forma un planeta", dice Öberg, autor principal de MAPS I http://arxiv.org/abs/2109.06268 , el primer artículo de la serie."Muchos de los químicos en los discos son orgánicos, y la distribución de estos orgánicos varía dramáticamente dentro de un disco en particular. Dos planetas pueden formarse alrededor de la misma estrella y tener inventarios orgánicos muy diferentes y, por lo tanto, predisposiciones a la vida".

El estudiante graduado de CfA Charles Law dirigió MAPS III http://arxiv.org/abs/2109.06210 , el estudio que trazó las ubicaciones específicas de 18 moléculas, incluido el cianuro de hidrógeno y otros nitrilos relacionados con los orígenes de la vida, en cada uno de los cinco discos.Las imágenes se tomaron con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA en 2018 y 2019. La gran cantidad de datos recopilados requirió un disco duro de 100 terabytes y tomó dos años analizar y dividir en mapas separados de cada molécula.

Los mapas finales de cada disco sorprendieron a Law y mostraron que "comprender la química que ocurre incluso en un solo disco es mucho más complicado de lo que pensamos".

"Cada disco individual parece bastante diferente del siguiente, con su propio conjunto distintivo de subestructuras químicas", explica Law. "Los planetas que se forman en estos discos van a experimentar entornos químicos muy diferentes".

Pesca para recién nacidos planetarios

El proyecto MAPS brindó a los astrónomos la oportunidad de estudiar más que solo el entorno químico de los discos.

"Nuestro equipo usó estos mapas para mostrar dónde se encuentran algunos de los planetas en formación dentro de los discos, lo que permite a los científicos conectar las sopas químicas observadas con las composiciones futuras de planetas específicos", dice Öberg.

El esfuerzo fue dirigido por Richard Teague, un miembro de Submillimeter Array en el CfA, quien usó los datos y las imágenes recolectadas por MAPS para buscar planetas recién nacidos.

Los astrónomos confían en que los planetas se forman en discos protoplanetarios, pero hay un problema: no pueden verlos directamente. El gas y el polvo denso, que durarán unos tres millones de años, protegen de la vista a los planetas jóvenes en desarrollo.

"Es como tratar de ver un pez bajo el agua", dice Teague. "Sabemos que están allí, pero no podemos mirar tan lejos. Tenemos que buscar señales sutiles en la superficie del agua, como ondasy olas. "

En los discos protoplanetarios, el gas y el polvo giran naturalmente alrededor de una estrella central. La velocidad del material en movimiento, que los astrónomos pueden medir, debe permanecer constante en todo el disco. Pero si un planeta acecha debajo de la superficie, Teague cree que puedeperturbar el gas que viaja a su alrededor, provocando una pequeña desviación en la velocidad o que el gas en espiral se mueva de forma inesperada.

Usando esta táctica, Teague analizó las velocidades del gas en dos de los cinco discos protoplanetarios, alrededor de las estrellas jóvenes HD 163296 y MWC 480. Pequeños contratiempos en la velocidad en ciertas porciones de los discos revelaron un joven planeta parecido a Júpiter incrustado en cada uno de ellos.los discos. Las observaciones se detallan en MAPS XVIII http://arxiv.org/abs/2109.06218 .

A medida que los planetas crezcan, eventualmente "abrirán huecos en la estructura de los discos" para que podamos verlos, dice Teague, pero el proceso tomará miles de años.

Teague espera confirmar los descubrimientos antes que eso usando el próximo telescopio espacial James Webb. "Debería tener la sensibilidad para localizar los planetas", dice.

Law también espera confirmar los resultados mediante el estudio de más discos protoplanetarios en el futuro.

La ley dice: "Si queremos ver si la diversidad química observada en MAPS es típica, necesitaremos aumentar el tamaño de nuestra muestra y trazar más discos de la misma manera".


Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.


cite esta página :

Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Los planetas se forman en sopas orgánicas con diferentes ingredientes: una serie de nuevas imágenes revela que los planetas se forman en sopas orgánicas, y no hay dos sopas iguales". ScienceDaily. ScienceDaily, 15 de septiembre de 2021. .
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. 2021, 15 de septiembre. Los planetas se forman en sopas orgánicas con diferentes ingredientes: una serie de nuevas imágenes revela que los planetas se forman en sopas orgánicas, y no hay dos sopas iguales. ScienceDaily . Obtenido el 15 de septiembre de 2021 de www.science-things.com/releases/2021/09/210915111020.htm
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Los planetas se forman en sopas orgánicas con diferentes ingredientes: una serie de nuevas imágenes revela que los planetas se forman en sopas orgánicas, y no hay dos sopas iguales". ScienceDaily. Www.science-things.com/releases/2021/09/210915111020.htm consultado el 15 de septiembre de 2021.

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