Los astrónomos del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian han ayudado a detectar la presencia clara de una región de formación lunar alrededor de un exoplaneta, un planeta fuera de nuestro Sistema Solar. Las nuevas observaciones, publicadas el jueves en Las cartas del diario astrofísico , puede arrojar luz sobre cómo se forman las lunas y los planetas en los sistemas estelares jóvenes.
La región detectada se conoce como disco circumplanetario, un área en forma de anillo que rodea un planeta donde se pueden formar lunas y otros satélites. El disco observado rodea al exoplaneta PDS 70c, uno de los dos planetas gigantes similares a Júpiter que orbitan una estrella de casi 400Los astrónomos habían encontrado indicios de un disco "formador de luna" alrededor de este exoplaneta antes, pero como no podían distinguir claramente el disco de su entorno circundante, no pudieron confirmar su detección, hasta ahora.
"Nuestro trabajo presenta una detección clara de un disco en el que se podrían estar formando satélites", dice Myriam Benisty, investigadora de la Universidad de Grenoble y la Universidad de Chile que dirigió la investigación utilizando Atacama Large Millimeter / submillimetre Array ALMA. "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 limitar su tamaño por primera vez".
Con la ayuda de ALMA, Benisty y el equipo encontraron que el diámetro del disco es comparable a la distancia entre el Sol y la Tierra y tiene suficiente masa para formar hasta tres satélites del tamaño de la Luna.
"Usamos la emisión milimétrica de los granos de polvo fríos para estimar cuánta masa hay en el disco y, por lo tanto, el depósito potencial para formar un sistema de satélites alrededor de PDS 70c", dice Sean Andrews, coautor del estudio y astrónomo en elCentro de Astrofísica CfA.
Los resultados son clave para descubrir cómo surgen las lunas.
Los planetas se forman en discos polvorientos alrededor de estrellas jóvenes, formando cavidades a medida que devoran material de este disco circunestelar para crecer. En este proceso, un planeta puede adquirir su propio disco circumplanetario, que contribuye al crecimiento del planeta regulando elcantidad 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 las lunas.
Pero los astrónomos aún no comprenden completamente los detalles de estos procesos. "En resumen, aún no está claro cuándo, dónde y cómo se forman los planetas y las lunas", explica Stefano Facchini, becario de investigación de ESO, también involucrado en la investigación.
"Hasta ahora se han encontrado más de 4.000 exoplanetas, 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 quetodavía están en proceso de formación ", explica Miriam Keppler, investigadora del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania y una de las coautoras del estudio.
"Por lo tanto, este sistema nos ofrece una oportunidad única para observar y estudiar los procesos de formación de planetas y satélites", agrega Facchini.
PDS 70b y PDS 70c, los dos planetas que componen el sistema, se descubrieron 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 entonces..
Estas 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 del PDS 70c y estudiar su tamaño y masa, encontraron que el PDS 70b no muestra evidencia clarade un disco de este tipo, lo que indica que PDS 70c lo privó de material 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, coautor y miembro de Submillimeter Array SMAen el CfA.
En particular, al usar 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.
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