Un telescopio de ESO ve señales del nacimiento de un planeta
20 de Mayo de 2020
Observaciones realizadas con el Very Large Telescope (VLT), del Observatorio Europeo Austral, han captado las reveladoras señales del nacimiento de un sistema estelar. Alrededor de la joven estrella AB Aurigae hay un denso disco de polvo y gas en el que los astrónomos han detectado una estructura espiral prominente con un "giro" que marca el sitio donde se puede estar formando un planeta. La característica observada podría ser la primera evidencia directa de un planeta recién nacido.
“Hasta ahora se han identificado miles de exoplanetas, pero poco se sabe sobre cómo se forman”, afirma Anthony Boccaletti, que ha dirigido este estudio desde el Observatorio de París, Universidad PSL (Francia). Los astrónomos saben que los planetas nacen en discos polvorientos que rodean a las estrellas jóvenes, como AB Aurigae, a medida que el polvo y el gas frío se amontonan. Las nuevas observaciones realizadas con el VLT de ESO, publicadas en la revista Astronomy & Astrophysics, proporcionan pistas cruciales para ayudar a los científicos a entender mejor este proceso.
“Necesitamos observar sistemas muy jóvenes para poder captar el momento en que se forman los planetas”, dice Boccaletti. Pero, hasta ahora, los astrónomos habían sido incapaces de obtener imágenes lo suficientemente nítidas y profundas de estos discos jóvenes para encontrar el punto exacto que marca el lugar donde puede estar naciendo un planeta.
Las nuevas imágenes presentan una impresionante espiral de polvo y gas alrededor de AB Aurigae, situada a 520 años luz de la Tierra, en la constelación de Auriga (el cochero). Este tipo de espirales señalan la presencia de planetas recién nacidos, que 'patean' el gas, creando “perturbaciones en el disco en forma de onda, algo así como la estela de un barco en un lago”, explica Emmanuel Di Folco, del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos (LAB), en Francia, quien también participó en el estudio. A medida que el planeta gira alrededor de la estrella central, esta onda toma forma de brazo espiral. En la nueva imagen de AB Aurigae, la región amarilla espiral que vemos cerca del centro, intensamente brillante (que, con respecto a su estrella, se encuentra a la misma distancia que Neptuno del Sol), es uno de estos puntos de perturbación en el que el equipo cree que se está haciendo un planeta.
Las observaciones del sistema AB Aurigae realizadas hace unos años con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), del que ESO es socio, proporcionaron los primeros indicios de que se estaban formando planetas alrededor de la estrella. En las imágenes de ALMA, los científicos vieron dos brazos espirales de gas cerca de la estrella, que se encuentran dentro de la región interior del disco. Luego, en 2019 y principios de 2020, Boccaletti y un equipo de astrónomos de Francia, Taiwán, Estados Unidos y Bélgica, se propusieron captar una imagen más clara dirigiendo hacia la estrella el instrumento SPHERE del VLT de ESO, en Chile. Las imágenes SPHERE son las imágenes más profundas del sistema AB Aurigae obtenidas hasta la fecha.
Con el potente sistema de captación de imágenes de SPHERE, los astrónomos pudieron ver la luz más débil proveniente de los pequeños granos de polvo y las emisiones del disco interior. Confirmaron la presencia de los brazos espirales detectados por primera vez por ALMA y también vieron otra característica destacada: un “giro”, que indica la presencia de un planeta formándose en el disco. “Algunos modelos teóricos de formación planetaria plantean la presencia de ese giro”, afirma anne Dutrey, también de LAB. “Se correspondería con la conexión de dos espirales — una girando hacia el interior de la órbita del planeta, la otra expandiéndose hacia afuera — que se unen en la ubicación del planeta. Las espirales hacen que el gas y el polvo del disco acreten hacia el planeta en formación y lo hagan crecer”.
ESO está construyendo el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de 39 metros, que se basará en el trabajo de vanguardia de ALMA y SPHERE para estudiar mundos extrasolares. Como explica Boccaletti, este potente telescopio permitirá a los astrónomos obtener vistas aún más detalladas de los planetas en ciernes. “Deberíamos ser capaces de ver de forma más directa y precisa cómo la dinámica del gas contribuye a la formación de planetas”, concluye.
Información adicional
El equipo está formado por A. Boccaletti (LESIA, Observatorio de París, Universidad PSL, CNRS, Universidad de la Sorbona, Univ. París Diderot, Sorbonne Paris Cité, CNRS, Francia); E. Di Folco (Laboratorio de Astrofísica de Burdeos, Universidad de Burdeos, CNRS, Francia [Bordeaux]); E. Pantin (Laboratorio CEA, IRFU/DAp, AIM, Universidad París-Saclay, Universidad París Diderot, Sorbonne Paris Cité, CNRS, Francia); A. Dutrey (Bordeaux); S. Guilloteau (Bordeaux); Y. W. Tang (Academia Sénica, Instituto de Astronomía y Astrofísica, Taipei, Taiwán); V. Piétu (IRAM, Campus universitario, Francia); E. Habart (Instituto de astrofísica espacial, CNRS UMR 8617, Universidad Paris-Sud 11, Francia); J. Milli (CNRS, IPAG, Univ. Grenoble Alpes, Francia) ; T. L. Beck (Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Baltimore, MD, EE.UU.); y A.-L. Maire (Instituto STAR, Universidad de Lieja, Bélgica).
ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con dieciséis países miembros: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con Chile, país anfitrión, y Australia como aliado estratégico. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), el más avanzado del mundo, así como dos telescopios de rastreo: VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía), que trabaja en el infrarrojo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT), que rastrea en luz visible. ESO también es socio de dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Finalmente, en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el ELT (Extremely Large Telescope), de 39 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.
El conjunto ALMA, (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) es una instalación astronómica internacional fruto de la colaboración entre ESO, la Fundación Nacional para la Ciencia de EE.UU. (NSF, National Science Foundation) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS, National Institutes of Natural Sciences) en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus países miembros; por la NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC, National Research Council) y el Consejo Nacional de Ciencias de Taiwán (NSC, National Science Council), y por el NINS en cooperación con la Academia Sínica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI, Korea Astronomy and Space Science Institute). La construcción y operaciones de ALMA están lideradas por ESO en nombre de sus países miembros; por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO, National Radio Astronomy Observatory), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en América del Norte; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ, National Astronomical Observatory of Japan) en Asia Oriental. El Observatorio Conjunto ALMA (Joint ALMA Observatory, JAO) proporciona al proyecto la unificación tanto del liderazgo como de la gestión de la construcción, puesta a punto y operaciones de ALMA.
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