Cascadas de gas alrededor de una estrella joven indican las primeras etapas de la formación de un planeta

Una concepción artística del disco de gas y polvo que gira alrededor de la joven estrella HD 163296. Se puede ver el gas cayendo en cascada en los huecos del disco, lo que probablemente indica la formación de planetas bebés en estos lugares. Crédito: Robin Dienel, Carnegie Institution for Science.

¿Cómo se ve un planeta bebé en gestación? Una nueva investigación en Nature realizada por un equipo que incluye a Jaehan Bae de Carnegie investigó los efectos de tres planetas en el proceso de formación alrededor de una estrella joven, revelando la fuente de sus atmósferas. 

En su juventud, las estrellas están rodeadas por un disco giratorio de gas y polvo del que nacen los planetas. Estudiar el comportamiento del material que compone estos discos puede revelar nuevos detalles sobre la formación de planetas y sobre la evolución de un sistema planetario en su conjunto. 

Se sabe que el disco alrededor de una joven estrella llamada HD 163296 incluye varios anillos y huecos. Utilizando visualizaciones tridimensionales tomadas por el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array, o ALMA, un radiotelescopio compuesto por 66 antenas, Bae se asoció con Richard Teague y Ted Bergin de la Universidad de Michigan para determinar las velocidades de algunos de los gases que giran. en este disco 

"Nos sorprendió lo dinámico que es el disco", dijo Bae. "Están sucediendo muchas cosas alrededor de esta estrella". 

Encontraron tres áreas a cada lado de las cuales el gas parece estar cayendo en cascada en el disco, una buena indicación de que se podrían estar formando planetas en estos lugares. Fueron vistos a 87, 140 y 237 unidades astronómicas, o UA, de la estrella, con una UA que es la distancia entre la Tierra y nuestro Sol. 

Probaron estos hallazgos mediante la creación de un modelo computacional del sistema estelar e insertando tres planetas: la mitad de la masa de Júpiter, uno equivalente a Júpiter y la mitad de la masa de Júpiter, a las mismas distancias de HD 163296 que las perturbaciones de gas encontradas por ALMA. Su simulación indicó que las cascadas observadas de gas de disco podrían explicarse bien por la existencia de los tres planetas. 

El año pasado, Teague, Bae y Bergin formaron parte de un equipo que utilizó mediciones unidimensionales de la velocidad del gas en el mismo disco para demostrar una nueva técnica para encontrar planetas jóvenes. Este último artículo lleva esa herramienta al siguiente nivel, permitiendo una comprensión aún más profunda del proceso de formación de planetas. 

"Esto nos da una imagen mucho más completa de la formación de planetas de lo que hemos soñado", dijo Bergin. 

Sus esfuerzos también confirmaron una teoría de larga duración sobre cómo los planetas adquieren sus atmósferas. 

"Los planetas se forman en la capa media del disco, el llamado plano medio. Este es un lugar frío, protegido de la radiación de la estrella", explicó el autor principal, Teague. "Creemos que las brechas causadas por los planetas traen gas más cálido de las capas externas más activas químicamente del disco, y que este gas formará la atmósfera del planeta". 

El siguiente paso es determinar la composición química del gas agregado a las atmósferas de los planetas durante este período formativo. 

"Mirando hacia el futuro, analizar el movimiento del material en un disco alrededor de una estrella joven podría ayudarnos a encontrar exoplanetas mientras aún están en sus etapas más formativas", concluyó Bae. "Esto realmente podría ayudarnos a comprender cómo llega a ser la arquitectura de un sistema planetario e incluso descubrir misterios sobre la evolución de nuestro propio Sistema Solar". 

Fuente: Institución Carnegie Para La Ciencia,