Astrónomos creen haber observado por primera vez la formación de un planeta

¿El nacimiento de un planeta gigante?
Localizado un candidato a protoplaneta en un útero estelar

Utilizando el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, un equipo de astrónomos ha obtenido lo que parece ser la primera observación directa de un planeta en formación incrustado aún en un grueso disco de gas y polvo. De confirmarse, este descubrimiento supondrá un gran paso adelante en nuestro conocimiento sobre cómo se forman los planetas y permitirá a los astrónomos poner a prueba las teorías actuales con un objeto observable.

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¿El nacimiento de un planeta gigante?

Localizado un candidato a protoplaneta en un útero estelar

Utilizando el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, un equipo de astrónomos ha obtenido lo que parece ser la primera observación directa de un planeta en formación incrustado aún en un grueso disco de gas y polvo. De confirmarse, este descubrimiento supondrá un gran paso adelante en nuestro conocimiento sobre cómo se forman los planetas y permitirá a los astrónomos poner a prueba las teorías actuales con un objeto observable.

Un equipo internacional liderado por Sascha Quanz (ETH Zürich, Suiza) ha estudiado el disco de gas y polvo que rodea a la joven estrella HD100546, una vecina relativamente cercana que se encuentra a unos 335 años luz de la Tierra. Se sorprendieron al encontrar lo que parecía ser un planeta en proceso de formación, aún metido en el disco de material que rodea a la joven estrella. Se cree que el candidato a planeta es un gigante gaseoso similar a Júpiter.
Hasta ahora, la formación planetaria ha sido un asunto abordado principalmente con simulaciones por ordenador” afirma Sascha Quanz. “Si nuestro descubrimiento es ciertamente un planeta en formación, por primera vez los científicos podrán estudiar de forma empírica el proceso de formación planetaria y la interacción de un planeta en formación con su entorno natal en un estadio muy temprano”.
HD 100546 es un objeto muy bien estudiado, y ya se ha sugerido que tiene un planeta gigante a una distancia seis veces mayor que la que separa a la Tierra del Sol. El nuevo candidato a planeta recién hallado se encuentra en las regiones exteriores del sistema, unas diez veces más alejado [1].
El candidato a planeta hallado en torno a HD100546 fue detectado como una débil mancha situada en el disco circumestelar y encontrado gracias a la combinación del instrumento de óptica adaptativa NACO (instalado en el telescopio VLT de ESO) con técnicas pioneras de análisis de datos. Las observaciones se llevaron a cabo utilizando el coronógrafo de NACO, que opera en longitudes de onda del infrarrojo cercano y elimina la brillante luz procedente  de la estrella del lugar en el que se encuentra el candidato a protoplaneta [2].
De acuerdo con las teorías actuales, los planetas gigantes crecen al capturar parte de los restos de gas y el polvo que permanecen tras la formación de una estrella [3]. Los astrónomos han localizado varios fenómenos en la nueva imagen del disco que rodea a HD100546 que apoyan la hipótesis de que se trata de un protoplaneta. Cerca del protoplaneta detectado, en el disco circumestelar, se encontraron estructuras que podrían haber sido causadas por interacciones entre el planeta y el disco. Además, hay datos que  indican que los alrededores del protoplaneta pueden estar siendo calentados por el proceso de formación.
Adam Amara, otro miembro del equipo, está entusiasmado con el descubrimiento. “La investigación exoplanetaria es una de las más nuevas y emocionantes fronteras de la astronomía, y la imagen directa de planetas es todavía un campo emergente que se va a beneficiar  mucho de los recientes avances en instrumentación y en métodos de análisis de datos. En esta investigación hemos usado técnicas de análisis de datos desarrolladas para investigación cosmológica, mostrando que el intercambio de ideas entre diferentes campos puede dar como resultado un extraordinario avance”.
Pese a que la idea de la presencia de  un protoplaneta sea la que más se acerca para explicar estas observaciones, los resultados de este estudio requieren de observaciones de seguimiento para confirmar la existencia del planeta y descartar otros escenarios posibles. Entre otras explicaciones, es posible, aunque difícil, que la señal detectada pueda provenir de una fuente de fondo. También es posible que el objeto recién detectado no sea un protoplaneta, sino un planeta totalmente formado eyectado de su órbita original hacia una posición más cercana a la estrella. Cuando se confirme que el nuevo objeto detectado en torno a HD 100546 es un planeta en proceso de formación metido en su progenitor disco de gas y polvo, se convertirá en un laboratorio único en el cual estudiar el proceso de formación de un nuevo sistema planetario.

Notas

[1] El candidato a protoplaneta orbita alrededor de su estrella a una distancia 70 veces mayor que la de la separa a la Tierra del Sol. Esta distancia es comparable al tamaño de las órbitas más externas de planetas enanos del Sistema Solar, como Eris y Makemake. Esta ubicación es controvertida, y no encaja bien con las actuales teorías de formación planetaria. Actualmente, no está claro si el nuevo candidato a planeta ha estado en su posición actual durante todo el tiempo de su formación o si ha podido migrar desde regiones interiores.
[2] El equipo utilizó una función especial llamada filtro de fase de apodizado que incrementa el contraste de la imagen cercana a la estrella.
[3] Para estudiar la formación planetaria, los astrónomos no pueden mirar en nuestro Sistema Solar, ya que todos los planetas de nuestro vecindario se formaron hace más de cuatro mil millones de años. Pero durante muchos años, las teorías sobre formación planetaria se vieron muy influenciadas por lo que los astrónomos podían ver en nuestra vecindad local, ya que no se conocían otros planetas. Desde 1995, con el descubrimiento del primer exoplaneta, se han descubierto varios cientos de sistemas planetarios, abriendo nuevas oportunidades para los científicos que investigan en formación planetaria. Sin embargo, hasta ahora, ninguno ha sido “cazado en el acto” en el proceso de formación, estando aún inmerso en el disco de material que rodea a su joven estrella anfitriona.

Información adicional

Esta investigación fue presentada en el artículo “A Young Protoplanet Candidate Embedded in the Circumstellar disc of HD100546”, por S. P. Quanz et al., que aparece online en el número del 28 de febrero de 2013 de la revista Astrophysical Journal Letters.
El equipo está compuesto por Sascha P. Quanz (ETH Zurich, Suiza), Adam Amara (ETH), Michael R. Meyer (ETH), Matthew A. Kenworthy (Sterrewacht Leiden, Paísis Bajos), Markus Kasper (ESO, Garching, Alemania) y Julien H. Girard (ESO, Santiago, Chile).

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Imágenes del sistema protoplanetario HD 100546 obtenidas por el VLT y el Hubble

 Esta composición de imágenes muestra una visión del telescopio especial Hubble de la  NASA/ESA (izquierda) junto con una del sistema NACO del telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO (derecha). Pueden verse el gas y el polvo alrededor de la joven estrella HD 100546. La imagen en luz visible del Hubble muestra la zona exterior del disco de polvo y gas que rodea a la estrella. La nueva imagen infrarroja del VLT de una pequeña parte del disco muestra un candidato a protoplaneta. Ambas imágenes fueron tomadas con un coronógrafo especial que suprime la luz proveniente de la brillante estrella. La posición de la estrella se marca con una cruz roja en ambas imágenes.

Crédito:

ESO/NASA/ESA/Ardila et al.

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Imagen del VLT del protoplaneta en torno a la joven estrella HD 100546

Esta imagen, obtenido con el sistema NACO del VLT (Very Large Telescope) de ESO muestra un candidato a protoplaneta en el disco de gas y polvo que rodea a la joven estrella HD100546. Esta imagen fue obtenida con un coronógrafo especial que suprime la luz proveniente de la brillante estrella y permite ver con gran detalle la región del protoplaneta. La parte más brillante de la imagen es el candidato a protoplaneta y el disco oscuro del fondo tapa la luz de la propia estrella.

Crédito:

ESO

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Imagen del Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA del disco de polvo que rodea a la joven estrella HD 100546

Esta imagen del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA muestra una visión en luz visible del polvo exterior que rodea a la joven estrella HD100546. La posición del nuevo protoplaneta descubierto se marca con un punto naranja. La zona interior de esta imagen está dominada por artefactos que provienen de la brillante estrella central y las manchas negras no son reales.

Crédito:

ESO/NASA/ESA/Ardila et al.

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La joven estrella HD 100546 en la constelación austral de Musca

Este mapa muestra la ubicación de la joven estrella HD 100546 en la constelación austral de Musca (La Mosca). La mayor parte de las estrellas que se ven en la imagen pueden contemplarse a simple vista con cielos despejados y oscuros. La estrella HD 100546 está rodeada por un anillo de polvo en el que parece haber un planeta en proceso de formación. Esta estrella es demasiado débil para poder verla a ojo, pero puede captarse fácilmente con prismáticos. Los planetas y el anillo de polvo no pueden verse con telescopios pequeños.

Crédito:

ESO, IAU and Sky & Telescope

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Visión de amplio campo del cielo que rodea a la joven estrella HD 100546

Esta imagen muestra el cielo que rodea a la joven estrella HD 100546 en la constelación austral de Musca (La Mosca). Fue creada a partir de imágenes del sondeo Digitized Sky Survey 2. Las formas en cruz en el centro de las estrellas más brillantes, así como los círculos coloreados en torno a las mismas, no son reales: se trata de artefactos del telescopio y del proceso fotográfico.

Crédito:

ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

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Videos:

Volando a través del sistema HD 100546

 http://www.eso.org/public/chile/videos/eso1310a/

Esta secuencia de vídeo muestra el entorno polvoriento que rodea a la estrella HD 100546. Un planta gigante gaseoso parece estar formándose en el anillo de de polvo y gas en torno a la joven estrella. Se cree que es probable que este sistema contenga otro planeta de gran tamaño orbitando más cerca de la estrella. El candidato a protoplaneta se encuentra 70 veces más lejos de su estrella que la distancia que separa a la Tierra del Sol, y el planeta interior se encuentra diez veces más cerca.

Crédito:

ESO/L. Calçada

fuente: Departamento de Educación y Difusión de ESO