En 2017, los astrónomos utilizaron ALMA (Atacama Large Millimeter / submilimeter Array) para observar la estrella. AB Aurigae . Es un tipo de estrella joven llamada estrella Herbig Ae, y tiene menos de 10 millones de años. En ese momento, encontraron un disco protoplanetario polvoriento allí, con huecos reveladores que indican brazos espirales.
Ahora han echado otro vistazo y han encontrado un planeta muy joven formándose allí.
Las estrellas jóvenes Herbig Ae como AB Aurigae son de gran interés para los astrónomos. Son tan jóvenes que no lo son Secuencia principal estrellas todavía, y todavía están rodeadas por su disco circunestelar de gas y polvo. Y a partir de ese gas y polvo, se están formando planetas jóvenes.
El disco alrededor de AB Aurigae, que está a más de 500 años luz de distancia, tiene brazos en espiral que se unen en un nudo. Los científicos creen que el nudo es el punto preciso donde se está formando un planeta joven. Un nuevo estudio utilizó el ESFERA (Búsqueda de exoplanetas espectropolarimétrica de alto contraste) en el Telescopio muy grande (VLT) para observar más de cerca a AB Aurigae y los planetas que se desarrollan dentro de su disco.
El nuevo estudio se titula ' Posible evidencia de formación planetaria en curso en AB Aurigae . ' El autor principal del estudio es Anthony Boccaletti del Observatoire de Paris, Universidad PSL, Francia. El artículo se publica en la revista Astronomía y Astrofísica .
'Hasta ahora se han identificado miles de exoplanetas, pero se sabe poco sobre cómo se forman', dijo el autor principal Boccaletti en un presione soltar . Observar planetas jóvenes que aún se están formando es un gran problema en astronomía en este momento, pero es difícil. Es difícil ver el disco circunestelar alrededor de la estrella, e incluso nuestra mejor tecnología apenas está a la altura.
Impresión artística del disco circunestelar de escombros alrededor de una estrella distante. Estos discos son comunes alrededor de estrellas más jóvenes y son difíciles de ver. Crédito: NASA / JPL
El instrumento SPHERE fue fundamental para este trabajo. Es un avanzado sistema de óptica adaptativa , combinado con un coronógrafo. Fue desarrollado para avanzar en el estudio de exoplanetas, con imágenes espectrográficas y polarimétricas de baja resolución. Genera imágenes en luz óptica e infrarroja. SPHERE permitió al equipo detrás de este estudio centrarse en las primeras etapas de la formación planetaria.
“Necesitamos observar sistemas muy jóvenes para capturar realmente el momento en que se forman los planetas”, dijo Boccaletti. Ese nudo retorcido donde los brazos espirales del disco circunestelar de AB Aurigae se encuentran es lo más cerca que hemos llegado a capturar ese momento.
Estas espirales indican el nacimiento de un planeta bebé. Eso se debe a que la masa del planeta tiene un efecto sobre el gas y el polvo menos densos del disco. Esencialmente, el planeta patea el material en el disco, creando una onda visible: las espirales.
'El giro de la espiral se reproduce perfectamente con un modelo de onda de densidad impulsada por planetas cuando se tienen en cuenta los efectos de proyección'.
Del estudio 'Posible evidencia de formación planetaria en curso en AB Aurigae'.
Según Emmanuel Di Folco del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos (LAB), Francia, que participó en este estudio, los planetas jóvenes crean “perturbaciones en el disco en forma de ola, algo así como la estela de un barco en un lago . ' Y a medida que el joven planeta gira alrededor de la estrella central, esas perturbaciones se convierten en brazos espirales.
Las imágenes del sistema AB Aurigae que muestran el disco a su alrededor. La imagen de la derecha es una versión ampliada del área indicada por un cuadrado rojo en la imagen de la izquierda. Muestra la región interna del disco, incluida la 'torsión' de color amarillo muy brillante (en un círculo en blanco) que los científicos creen que marca el lugar donde se está formando un planeta. Este giro se encuentra aproximadamente a la misma distancia de la estrella AB Aurigae que Neptuno del Sol. El círculo azul representa el tamaño de la órbita de Neptuno. Las imágenes se obtuvieron con el instrumento SPHERE en el Very Large Telescope de ESO en luz polarizada. Crédito de la imagen: ESO / Boccaletti et al, 2020
En su artículo, los autores nos advierten que todavía estamos aprendiendo lo que sucede dentro de estos velos circunestelares que rodean a las estrellas jóvenes. Todavía estamos en los primeros días de ver esas estructuras, y no están seguros de que este giro sea un planeta.
“SPHERE ha proporcionado las imágenes más profundas jamás obtenidas para AB Aur con luz dispersa. Entre las muchas estructuras que aún no se han entendido, identificamos no solo los brazos espirales internos, sino que también resolvimos una característica en forma de un giro en la espiral oriental con una separación de aproximadamente 30 au ”.
¿Están seguros de que es un planeta? No exactamente, pero la función de giro coincide con el modelado. 'El giro de la espiral se reproduce perfectamente con un modelo de onda de densidad impulsada por planetas cuando se tienen en cuenta los efectos de proyección', escriben los autores.
Las observaciones iniciales de AB Aurigae realizadas con ALMA, pero sin SPHERE, mostraron el par de brazos espirales. Pero ALMA por sí sola no reveló tanta información. Sin embargo, reveló indicios tentadores de que se estaban formando planetas.
La imagen de ALMA del anillo de polvo (rojo) y las espirales gaseosas (azul) del disco circunestelar AB Aurigae revelan brazos espirales gaseosos dentro de un amplio espacio de polvo, proporcionando un indicio de la formación de planetas. Por ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / Tang et al. - https://www.almaobservatory.org/en/press-release/astronomers-found-spirals-inside-a-dust-gap-of-a-young-star-forming-disk/, CC BY 4.0, https: //commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=87359440
Aunque ALMA es una herramienta poderosa, SPHERE es aún más poderosa. Puede ver la luz muy tenue de los granos de polvo y las emisiones que provienen del disco interno. Los astrónomos pudieron ver los detalles en las espirales y el 'giro' en su centro.
“Se espera el giro de algunos modelos teóricos de formación de planetas”, dice la coautora Anne Dutrey, también de LAB. “Corresponde a la conexión de dos espirales, una que se enrolla hacia adentro de la órbita del planeta y la otra se expande hacia afuera, que se unen en la ubicación del planeta. Permiten que el gas y el polvo del disco se acumulen en el planeta en formación y lo hagan crecer '.
El disco es una estructura elaborada y los astrónomos observaron muchas otras estructuras dentro de él. Dos de ellos fueron de especial interés, marcados f1 y f2 en esta imagen. Ambas son imágenes de ESFERA, cada una con un umbral de intensidad diferente. Crédito de la imagen: Boccaletti et al, 2020.
Existe una amplia teoría que respalda el nacimiento de planetas en el punto de inflexión. “En la etapa inicial de la formación del planeta, las simulaciones hidrodinámicas indican que el proceso de acreción genera en la ubicación del planeta un patrón en espiral interno y externo debido a Resonancias de Lindblad inducida por interacciones disco-planeta ”, escribe el equipo.
Pero la evidencia observacional para respaldarlo todo ha sido difícil de conseguir. Este estudio presenta algunas de las mejores observaciones hasta ahora que respaldan la teoría.
En su conclusión, los autores escriben '... las observaciones SPHERE de AB Aur en luz dispersa combinadas con los datos de ALMA en el régimen térmico proporcionan una fuerte evidencia de que en realidad estamos presenciando la formación de planetas en curso revelada por sus brazos espirales asociados'.
Pero aún no está probado. 'Se necesitarían más observaciones para confirmar este resultado y obtener mejores estimaciones de masa de planetas potenciales en esta ubicación'.
Es posible que esas observaciones adicionales no estén demasiado lejos en el futuro. Los ESO Telescopio extremadamente grande (ELT) debería ver la primera luz en 2025. Con un Espejo de 39 metros , el ELT será un enorme impulso para nuestro poder de observación astronómica.
'Deberíamos poder ver de forma directa y más precisa cómo la dinámica del gas contribuye a la formación de planetas', concluyó el autor principal, Boccaletti.
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