Durante décadas, la visión más aceptada de cómo se formó nuestro Sistema Solar ha sido la Hipótesis nebular . Según esta teoría, el Sol, los planetas y todos los demás objetos del Sistema Solar se formaron a partir de material nebuloso hace miles de millones de años. Este polvo experimentó un colapso gravitacional en el centro, formando nuestro Sol, mientras que el resto del material formó un anillo de escombros circunestelar que se fusionó para formar los planetas.
Gracias al desarrollo de los telescopios modernos, los astrónomos han podido sondear otros sistemas estelares para probar esta hipótesis. Desafortunadamente, en la mayoría de los casos, los astrónomos solo han podido observar anillos de escombros alrededor de estrellas con indicios de planetas en formación. Solo recientemente un equipo de astrónomos europeos pudo capturar una imagen de un planeta recién nacido , lo que demuestra que los anillos de escombros son de hecho el lugar de nacimiento de los planetas.
La investigación del equipo apareció en dos artículos que se publicaron recientemente enAstronomía y Astrofísica,titulado ' Descubrimiento de un compañero de masa planetaria dentro del espacio del disco de transición alrededor de PDS 70 ' y ' Caracterización orbital y atmosférica del planeta dentro del espacio del disco de transición PDS 70. ”El equipo detrás de ambos estudios incluyó a miembros del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA), así como múltiples observatorios y universidades.
Imagen de infrarrojo cercano del disco PDS70 obtenida con el instrumento SPHERE. Crédito: ESO / A. Müller, MPIA
Por el bien de sus estudios, los equipos seleccionaron PDS 70b, un planeta que fue descubierto a una distancia de 22 Unidades Astronómicas (AU) de su estrella anfitriona y que se creía que era un cuerpo recién formado. En el primer estudio, que fue dirigido por Miriam Keppler del Instituto Max Planck de Astronomía, el equipo indicó cómo estudiaron el disco protoplanetario alrededor de la estrella PDS 70.
PDS 70 es una estrella T Tauri de baja masa ubicada en la constelación de Centauro, aproximadamente a 370 años luz de la Tierra. Este estudio se realizó utilizando imágenes de archivo en la banda del infrarrojo cercano tomadas por Instrumento de búsqueda de exoplanetas espectropolarimétrico de alto contraste (ESFERA) instrumento en el ESO’s Telescopio muy grande (VLT) y el Generador de imágenes coronagráfico de infrarrojo cercano sobre el Telescopio Géminis Sur .
Usando estos instrumentos, el equipo hizo la primera detección sólida de un planeta joven (PDS 70b) orbitando dentro de un espacio en el disco protoplanetario de su estrella y ubicado aproximadamente a tres mil millones de kilómetros (1.860 millones de millas) de su estrella central, aproximadamente la misma distancia entre Urano. y el sol. En el segundo estudio, dirigido por Andre Muller (también del MPIA), el equipo describe cómo utilizaron el instrumento SPHERE para medir el brillo del planeta en diferentes longitudes de onda.
A partir de esto, pudieron determinar que PDS 70b es un gigante gaseoso que tiene aproximadamente nueve masas de Júpiter y una temperatura superficial de aproximadamente 1000 ° C (1832 ° F), lo que lo convierte en un 'Super-Júpiter caliente' particularmente. El planeta debe ser más joven que su estrella anfitriona y probablemente aún esté creciendo. Los datos también indicaron que el planeta está rodeado de nubes que alteran la radiación emitida por el núcleo planetario y su atmósfera.
Gracias a los avanzados instrumentos utilizados, el equipo también pudo adquirir una imagen del planeta y su sistema. Como puede ver en la imagen (publicada en la parte superior) y el video a continuación, el planeta es visible como un punto brillante a la derecha del centro ennegrecido de la imagen. Esta región oscura se debe a un coronógrafo, que bloquea la luz de la estrella para que el equipo pueda detectar al compañero mucho más débil.
Como explicó Miriam Keppler, estudiante postdoctoral del MPIA, en un comunicado de prensa reciente de ESO:
“Estos discos alrededor de estrellas jóvenes son los lugares de nacimiento de los planetas, pero hasta ahora solo un puñado de observaciones han detectado indicios de planetas bebés en ellos. El problema es que, hasta ahora, la mayoría de estos candidatos a planetas podrían haber sido elementos del disco '.
Además de detectar el planeta joven, los equipos de investigación también notaron que ha esculpido el disco protoplanetario que orbita la estrella. Esencialmente, la órbita del planeta ha trazado un agujero gigante en el centro del disco después de acumular material de él. Esto significa que PDS 70 b todavía se encuentra en las proximidades de su lugar de nacimiento, es probable que todavía esté acumulando material y seguirá creciendo y cambiando.
Durante décadas, los astrónomos han sido conscientes de estos huecos en el disco protoplanetario y han especulado que fueron producidos por un planeta. Ahora, finalmente tienen la evidencia para apoyar esta teoría. Como explicó André Müller:
“Los resultados de Keppler nos brindan una nueva ventana a las primeras etapas complejas y poco entendidas de la evolución planetaria.Necesitábamos observar un planeta en el disco de una estrella joven para comprender realmente los procesos detrás de la formación de planetas.“
Estos estudios serán de gran ayuda para los astrónomos, especialmente cuando se trata de modelos teóricos de formación y evolución de planetas. Al determinar las propiedades físicas y atmosféricas del planeta, los astrónomos han podido probar aspectos clave de la Hipótesis Nebular. El descubrimiento de este joven planeta cubierto de polvo no habría sido si no fuera por las capacidades del instrumento SPHERE de ESO.
Este instrumento estudia exoplanetas y discos alrededor de estrellas cercanas utilizando una técnica conocida como imágenes de alto contraste, pero también se basa en estrategias avanzadas y técnicas de procesamiento de datos. Además de bloquear la luz de una estrella con un coronógrafo, SPHERE puede filtrar las señales de débiles compañeros planetarios alrededor de estrellas jóvenes brillantes en múltiples longitudes de onda y épocas.
Como declaró el profesor Thomas Henning, director de MPIA, coinvestigador alemán del instrumento SPHERE y autor principal de los dos estudios, en una reciente MPIA presione soltar :
“Después de diez años de desarrollar nuevos y poderosos instrumentos astronómicos como SPHERE, este descubrimiento nos muestra que finalmente podemos encontrar y estudiar planetas en el momento de su formación. Ese es el cumplimiento de un sueño largamente acariciado '.
Las observaciones futuras de este sistema también permitirán a los astrónomos probar otros aspectos de los modelos de formación de planetas y aprender sobre la historia temprana de los sistemas planetarios. Estos datos también contribuirán en gran medida a determinar cómo se formó y evolucionó nuestro propio Sistema Solar durante su historia temprana.
Otras lecturas: ESO , MPIA , Astronomía y Astrofísica , Astronomía y Astrofísica (2)
