Descubren planetas masivos en las espirales de polvo de estrellas jóvenes.

2 de noviembre de 2015



Un equipo de astrónomos está proponiendo que enormes patrones en espiral vistos alrededor de algunas estrellas recién nacidas, unos pocos millones de años de edad (alrededor del uno por ciento de la edad de nuestro Sol), puede ser evidencia de la presencia de planetas invisibles. Esta idea no sólo abre la puerta a un nuevo método de detección de planetas, también podría ofrecer una mirada en los primeros años de la formación de los exoplanetas.
 
Protoplanetary Disk: Simulated Spiral Arm vs. Observational Data
Source: Hubblesite.org

Aunque los astrónomos han catalogado miles de planetas que orbitan otras estrellas, las primeras etapas de la formación de planetas son difícil de observar debido a que los planetas nacen dentro de enormes discos de polvo y gas que rodea el sistema solar recién nacido.
La conclusión de que los planetas pueden ser observados mediante la modificación de los discos de polvo en gran escala está basado en detallados modelos de ordenador de cómo los discos de gas y polvo se desarrollan alrededor de estrellas recién nacidas. Esta investigación fue publicada en The Astrophysical Journal Letters.
"Es difícil ver presuntos planetas dentro de un disco brillante que rodea a una estrella joven. Sobre la base de este estudio, estamos convencidos de que los planetas pueden modificar gravitacionalmente estructuras en el disco. Así que si se puede identificar anomalías en un disco y probar de que se crean por un planeta que no se puede ver sería una prueba irrefutable de la formación de planetas ", dijo Ruobing Dong del Lawrence Berkeley National Laboratory.
La identificación de anomalías producidos por planetas ofrece otro método de detección planetaria que es bastante diferente de todas las demás técnicas utilizadas actualmente. Este enfoque puede ayudar a los astrónomos encontrar planetas.
La falta de material en los discos de polvo sugiere planetas invisibles. Sin embargo la falta de polvo, probablemente barridos por la gravedad de un planeta, a menudo no ayuda a mostrar la ubicación del planeta. Además múltiples planetas juntos pueden abrir una sola brecha común por lo que es muy difícil estimar su número y masa.
Los telescopios terrestres han fotografiado dos brazos espirales de gran escala en torno a dos jóvenes estrellas, SAO 206462 y MWC 758. Algunas otras estrellas cercanas también muestran características de espiral más pequeño. "Cómo se crean ha sido un gran misterio hasta ahora. Los científicos tuvieron dificultades para explicar estas características", dijo Dong. Si los discos eran muy masivos, tendrían suficiente auto-gravedad para volverse inestables y establecer patrones de onda. Pero los discos alrededor de SAO 206462 y MWC 758 son probablemente sólo un pequeño porcentaje de la masa de la estrella central y por lo tanto no están gravitacionalmente inestables.
El equipo genera simulaciones por ordenador de la dinámica de un disco de polvo y se observa cómo la radiación de una estrella se propaga a través de las órbitas de los planetas. Este modelo crea estructuras espirales que se asemejan mucho a las observaciones. La interacción gravitatoria mutua entre el disco de polvo y el planeta crea regiones donde la densidad del gas y polvo se asemeja al tráfico de una autopista en hora punta.
"Las simulaciones también sugieren que estos brazos espirales tienen una rica información acerca del planeta invisible, que revela no sólo su posición sino también su masa", dijo Zhaohuan Zhu de la Univerdad de  Princeton. Las simulaciones muestran que si no existiera el planeta actualmente el disco se vería suave. Para provocar los brazos espirales de gran tamaño observados en los sistemas de SAO 206462 y MWC 758, el planeta oculto tendría que ser voluminoso, por lo menos 10 veces la masa de Júpiter, el planeta más grande de nuestro sistema solar.
El primer planeta orbitando una estrella normal se identificó en 1995. Gracias a los telescopios terrestres y la misión Kepler de la NASA, unos pocos miles de exoplanetas ya se han catalogado hasta la fecha. Pero debido a que los planetas están en sistemas maduros ofrecen pocas pistas directas sobre cómo se formaron.
"Hay muchas teorías acerca de cómo se forman los planetas, pero hay muy poco trabajo basado en la evidencia observacional directa para confirmarlas", dijo Dong.
Los astrónomos utilizarán el observatorio The James WebbSpace Telescope (sustituto del Hubble y del Spitzer) que se prevé lanzar en octubre del 2018 para sondear los discos de polvo y buscar las características simuladas por el modelo, y tratarán de observar directamente el planeta predicho que causa las ondas de densidad.

Más información en: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2015/40/full/

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