Consiguen fotografiar por primera vez un planeta recién nacido en otro sistema solar

Durante décadas, la visión más ampliamente 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 gravitatorio en el centro, formando nuestro Sol, mientras que el resto del material formó un anillo de desechos circunestelares que se unieron para formar los planetas.

Gracias al desarrollo de los telescopios modernos, los astrónomos han podido observar otros sistemas estelares para comprobar 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. Recientemente, un equipo de astrónomos europeos pudo capturar una imagen de un planeta recién nacido, lo que demuestra que los anillos de escombros son en realidad el lugar de nacimiento de los planetas.

La investigación del equipo apareció en dos artículos publicados recientemente en “Astronomy & Astrophysics”, titulados “Descubrimiento de un compañero de masa planetaria dentro del espacio del disco de transición alrededor de PDS 70” y “Caracterización atmosférica y orbital del planeta dentro del espacio del disco de transición PDS 70 “. El equipo detrás de ambos estudios incluyó miembros del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA), así como múltiples observatorios y universidades.

Representación de un exoplaneta de gas de un tamaño superior al de Júpiter

Gracias a los avanzados instrumentos utilizados, el equipo también pudo adquirir una imagen del planeta y su sistema. 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.

Por el bien de sus estudios, los equipos seleccionaron PDS 70b, un planeta que se descubrió a una distancia de 22 Unidades Astronómicas (1 UA = distancia entre la Tierra y el Sol) de su estrella anfitriona y que se creía que era un nuevo cuerpo 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 del Centauro, ubicada aproximadamente a 370 años luz de la Tierra. Este estudio se realizó utilizando imágenes de archivo en la banda cercana al infrarrojo tomadas por el instrumento “Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument” (SPHERE) en el “Very Large Telescope” de ESO y el “Nearron Infrared Coronagraphic Imager” en el “Gemini South Telescope” .

Usando estos instrumentos, el equipo realizó la primera detección robusta 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 de su estrella central, aproximadamente la misma distancia Urano y el Sol En el segundo estudio, dirigido por André Müller (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 el PDS 70b es un gigante gaseoso que tiene aproximadamente nueve masas de Júpiter y una temperatura superficial de aproximadamente 1000°C, lo que lo convierte en un “Super-Júpiter caliente” en particular. El planeta debe ser más joven que su estrella anfitriona, y probablemente aún esté creciendo. Los datos también indican que el planeta está rodeado por nubes que alteran la radiación emitida por el núcleo planetario y su atmósfera.

Como explicó Miriam Keppler, estudiante postdoctoral en el MPIA, en un reciente comunicado de prensa de ESO:

“Estos discos alrededor de las estrellas jóvenes son el lugar de nacimiento de los planetas, pero hasta ahora solo un puñado de observaciones han detectado indicios de planetas bebé en ellos. El problema es que hasta ahora, la mayoría de estos candidatos planetarios podrían haber estado en el 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 todavía se encuentra en las proximidades de su lugar de nacimiento, es probable que esté acumulando material y continuará creciendo y cambiando.

Durante décadas, los astrónomos han sido conscientes de estas lagunas en el disco protoplanetario y especularon que fueron producidas por un planeta. Ahora, finalmente tienen la evidencia para apoyar esta teoría. Como explicó André Müller:

“Los resultados de Keppler nos dan una nueva ventana a las etapas iniciales de la evolución planetaria compleja y mal entendida. Necesitamos observar el planeta en el disco de una joven estrella para comprender realmente los procesos detrás de la formación del planeta”.

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 atmosféricas y físicas 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 por las capacidades del instrumento SPHERE de ESO.

Este instrumento estudia exoplanetas y discos alrededor de las estrellas 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 los compañeros planetarios débiles alrededor de estrellas jóvenes brillantes en múltiples longitudes de onda y épocas.

Como afirmó el profesor Thomas Henning, director de MPIA, co-investigador alemán del instrumento SPHERE y autor principal de los dos estudios, en un reciente comunicado de prensa de MPIA:

“Después de diez años de desarrollar nuevos instrumentos astronómicos potentes como SPHERE, este descubrimiento muestra que finalmente somos capaces de 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. Esta información también contribuirá en gran medida a determinar cómo se formó y evolucionó nuestro propio Sistema Solar durante su historia temprana.

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