Emocionados astrónomos en Chile fotografían por primera vez el disco lunar que orbita el exoplaneta

Vista amplia y de cerca del disco formador de luna encontrado con ALMA / ALMA (ESO_NAOJ_NRAO) _Benisty et al.

Usando ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array), los astrónomos han descubierto por primera vez de manera inequívoca la existencia de un disco que orbita un planeta fuera de nuestro sistema solar. Las observaciones arrojarán nueva luz sobre cómo se forman las lunas y los planetas en los sistemas estelares jóvenes.

“Nuestra misión es proporcionar una detección clara de un disco a partir del cual se pueden formar satélites”, dice Miriam Benisti, investigadora de la Universidad de Grenoble en Francia y la Universidad de Chile, quien dirigió la nueva investigación publicada hoy en The Astrophysical Journal. letras. “Las observaciones de nuestra alma se obtuvieron con una resolución tan fina que podemos identificar claramente el disco asociado con el planeta y poder controlar su tamaño por primera vez”, agrega.

El disco en cuestión, llamado Órbita, orbita al extraterrestre PDS 70c, uno de los dos planetas gigantes similares a Júpiter que orbitan una estrella a casi 400 años luz de distancia. Los astrónomos ya han detectado rastros de un disco “en formación de luna” alrededor de este exoplaneta, pero no han podido confirmar su detección, hasta ahora, ya que el entorno del disco no está claro.

Además, con la ayuda de ALMA, Benisti y su equipo descubrieron que el disco era lo suficientemente grande como para formar hasta tres satélites del diámetro de la distancia de nuestro Sol a la Tierra y del tamaño de la Luna.

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Pero los resultados por sí solos no son importantes para descubrir cómo se forman las lunas. “Estas nuevas observaciones son cruciales para probar las teorías de la formación planetaria que no se han probado hasta ahora”, dice Johann Bay, investigador y autor del Laboratorio de la Tierra y los Planetas de la Carnegie Institution for Science.

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Los planetas se forman en discos polvorientos alrededor de estrellas jóvenes, que hacen agujeros para absorber la materia de este disco atmosférico a medida que crecen. En este proceso, un planeta puede ganar su propia órbita, lo que contribuye al crecimiento del planeta al regular la cantidad de materia que cae sobre él. Al mismo tiempo, el gas y el polvo en el disco circular se fusionan gradualmente en cuerpos más grandes a través de múltiples colisiones, lo que eventualmente conduce al nacimiento de lunas.

Imagen de campo blanco del cielo alrededor de PDS 70 / ESO Digital Sky Survey 2; David de Martín

Pero los astrónomos aún no comprenden completamente los detalles de estos procesos. “En resumen, todavía no está claro cuándo, dónde y cómo se formarán los planetas y las lunas”. Stefano Facchini explica, Un socio de investigación involucrado en la investigación en el laboratorio europeo del sur de ALMA Partner (ESO).

“Hasta ahora se han descubierto más de 4000 planetas extrasolares, pero todos ellos han sido detectados en sistemas maduros. El PDS 70b y el PDS 70c, los dos satélites que componen el sistema que recuerda al par Júpiter-Saturno, todavía están en proceso. de ser descubierto “, explica Miriam Kepler, astrónoma del Instituto Max Planck de Astronomía. Uno de los coautores del estudio en Alemania.

La estrella enana PDS 70 en la galaxia Centaurus / ESO, IAU y Sky & Telescope

“Este sistema, por lo tanto, brinda una oportunidad única para observar y estudiar los procesos de formación de satélites y planetas”, agregó Fachini.

Tanto el PDS 70b como el PDS 70c se descubrieron por primera vez utilizando el Telescopio más grande (VLT) de ESO en 2018 y 2019, respectivamente, y su singularidad se ha observado varias veces con otros telescopios e instrumentos.

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Las recientes observaciones de ALMA de alta resolución han permitido a los astrónomos obtener más información sobre el sistema. Además de confirmar la órbita alrededor del PDS 70c y estudiar su tamaño y masa, encontraron que el PDS 70b no mostraba evidencia clara de tal disco, lo que indica que el PDS 70c estaba hambriento por el polvo de su entorno de nacimiento. .

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Se logrará una comprensión más profunda del sistema planetario con el telescopio más grande de ESO (ELT) que se encuentra actualmente en construcción en Zero Armosons en el desierto de Atacama de Chile. Richard Deek, investigador del Harvard & Smithsonian Partnership Center for Astronomy, dice:

En particular, utilizando el espectrógrafo y generador de imágenes ELT de infrarrojos MID (METIS) de ELT, el equipo puede ver los movimientos de gas alrededor del PDS 70c para obtener una imagen 3D completa del sistema.

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