Sugerentes indicios de flujos que alimentan a planetas gigantes que consumen gas.-
Gracias al radiotelescopio ALMA (the Atacama Large
Millimeter/submillimeter Array), astrónomos han podido captar por
primera vez una etapa clave en el proceso de formación de planetas
gigantes. Grandes corrientes de gas fluyen a través de un espacio
presente en el disco de material que se encuentra alrededor de una
estrella joven. Estas son las primeras observaciones directas de estas
corrientes, que se cree son originadas por planetas gigantes que toman
el gas a medida que crecen. El resultado se publicó el 2 de enero de
2013, en la revista Nature.
Impresión artística del disco y corrientes de gas alrededor de HD142527
Esta impresión artística muestra el disco de gas y polvo cósmico
alrededor de la joven estrella HD 142527. Gracias al radiotelescopio
ALMA (the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), astrónomos han
visto grandes corrientes de gas que fluyen a través de un espacio vacío
en el disco. Estas son las primeras observaciones directas de estas
corrientes, que se cree son originadas por planetas gigantes que toman
el gas a medida que crecen, y que constituyen una etapa clave en el
nacimiento de los planetas gigantes.
Crédito:
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. Kornmesser (ESO)/Nick Risinger (skysurvey.org)
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Observaciones de ALMA del disco y los chorros de gas en torno a HD 142527
Observaciones llevadas a cabo con el telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)
del disco de gas y polvo cósmico en torno a la joven estrella HD
142527, muestran enormes chorros de gas fluyendo a través de un hueco en
el disco. Se trata de las primeras observaciones directas de estos
chorros, cuyo origen puede estar en planetas gigantes devorando gas a
medida que crecen, y que supone una etapa clave en el nacimiento de
estos planetas.
El polvo de la parte exterior del disco se muestra en rojo. El gas
denso de los chorros que fluye a través del hueco, así como en la parte
exterior del disco, se muestra en verde. El gas difuso del hueco central
se muestra en azul. Los filamentos de gas pueden verse en las
posiciones de las tres en punto y las diez en punto de un reloj,
fluyendo desde la parte exterior del disco hacia el centro. El gas denso
observado es HCO+, y el gas difuso es CO. La parte exterior
del disco tiene un tamaño de, aproximadamente, dos días luz de tamaño.
Si este fuera nuestro propio Sistema Solar, la sonda del Voyager 1 — el
objeto hecho por el hombre más distante de la Tierra — estaría a en el
límite interior del disco exterior.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Casassus et al.
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Comparación de las observaciones de ALMA con una impresión artística del disco y los chorros de gas en torno a HD 142527
Izquierda: observaciones realizadas con el telescopio ALMA (Atacama
Large Millimeter/submillimeter Array) del disco de gas y polvo cósmico
en torno a la joven estrella HD 142527, donde se muestran enormes
chorros de gas fluyendo a través de un hueco en el disco. Se trata de
las primeras observaciones directas de estos chorros, cuyo origen puede
estar en planetas gigantes devorando gas a medida que crecen, y que
supone una etapa clave en el nacimiento de estos planetas.
El polvo de la parte exterior del disco se muestra en rojo. El gas
denso de los chorros que fluye a través del hueco, así como en la parte
exterior del disco, se muestra en verde. El gas difuso del hueco central
se muestra en azul. Los filamentos de gas pueden verse en las
posiciones de las tres en punto y las diez en punto de un reloj,
fluyendo desde la parte exterior del disco hacia el centro. El gas denso
observado es HCO+, y el gas difuso es CO. La parte exterior
del disco tiene un tamaño de, aproximadamente, dos días luz de tamaño.
Si este fuera nuestro propio Sistema Solar, la sonda del Voyager 1 — el
objeto hecho por el hombre más distante de la Tierra — estaría a en el
límite interior del disco exterior.
Derecha: impresión artística del disco y los chorros de gas, a modo ilustrativo.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. Kornmesser (ESO), S. Casassus et al.
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Ubicación de la joven estrella HD 142527 en la constelación de Lupus
Este mapa muestra la ubicación de la joven estrella HD 142527, en la
Constelación de Lupus (El Lobo). La estrella es demasiado débil para
poder verla en este mapa, pero se encuentra en el centro del círculo
rojo.
Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope
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El equipo internacional realizó un estudio de la joven estrella HD
142527, localizada a más de 450 años luz de la Tierra, la que se
encuentra rodeada por un disco de gas y polvo cósmico (los restos de la
nube que dio origen a la estrella). Un espacio vacío divide el disco de
polvo en dos partes, una interna y otra externa. Se cree que esta
división ha sido moldeada por planetas gaseosos gigantes, de reciente
formación, que van despejando sus órbitas a medida que rodean a la
estrella. El disco interior se extiende desde la estrella hasta el
equivalente a la órbita de Saturno en el Sistema Solar, mientras que el
disco externo comienza unas 14 veces más afuera. El disco exterior no
rodea a la estrella de manera uniforme, más bien parece una herradura,
lo que probablemente ha sido ocasionado por el efecto gravitacional de
los planetas gigantes en órbita.
De acuerdo con la teoría, los planetas gigantes crecen al tomar el
gas del disco exterior, en corrientes que forman puentes a lo largo de
la división en el disco.
“Los astrónomos han estado anticipando que estas corrientes
efectivamente existen, pero esta es la primera vez que hemos sido
capaces de verlas directamente", dice Simon Casassus (Universidad de Chile, Chile), quien dirigió el nuevo estudio. “¡Gracias
al nuevo telescopio ALMA, hemos sido capaces de obtener observaciones
directas, que serán un aporte a las teorías actuales que intentan
explicar cómo se forman los planetas!”
Casassus y su equipo utilizaron ALMA para observar el gas y el polvo
cósmico alrededor de la estrella, obteniendo mayores detalles, y para
alcanzar una perspectiva más cercana del astro, mucho más de lo que se
había podido captar con telescopios anteriores. Las observaciones de
ALMA, en longitudes de onda submilimétricas, no se ven afectadas por la
luz de la estrella, que sí afecta a los telescopios infrarrojos o de luz
visible. El vacío de material en el disco de polvo ya se conocía, pero
ellos también descubrieron restos de gas disperso en este espacio,
además de dos corrientes de gas más densas que circulaban desde el disco
exterior, a través del espacio divisorio, hacia el disco interior.
“Creemos que hay un planeta gigante oculto dentro, causando cada
una de estas corrientes. Los planetas crecen a medida que capturan una
parte del gas proveniente del disco exterior, pero ellos dejan escapar
otra gran cantidad: el resto del gas lo rebasa y desemboca en el disco
interior alrededor de la estrella”, dice Sebastián Pérez, un miembro del equipo, también de la Universidad de Chile.
Las observaciones dan respuesta a otra interrogante sobre el disco
presente alrededor de la estrella HD 142527. Como la estrella central
está todavía en formación, al tomar material del disco interno, este ya
debiese haber sido devorado, si no fuese capaz de mantener de algún modo
su mismo estado. El equipo descubrió que la velocidad a la cual el gas
sobrante fluye hacia el disco interno, es la velocidad adecuada para
mantenerlo totalmente recargado, y para alimentar a la estrella en
desarrollo.
Otro descubrimiento importante es la detección de gas disperso en el espacio del disco. "Los
astrónomos han estado buscando este gas por mucho tiempo, pero hasta
ahora sólo teníamos evidencia indirecta del mismo. Ahora, con ALMA,
podemos verlo directamente", explica Gerrit van der Plas, otro miembro del equipo de la Universidad de Chile.
Este gas residual es una prueba más de que las corrientes son
causadas por planetas gigantes, y no por objetos aún más grandes, como
una estrella compañera. "Una segunda estrella habría eliminado cualquier
elemento en este espacio, sin dejar ningún resíduo de gas. Al analizar
la cantidad de gas residual, podemos determinar las masas de los objetos
que lo toman", Añade Pérez.
¿Qué sucede con los planetas? Casassus explica que, a pesar de que el
equipo no los pudo detectar de manera directa, él no se sorprende. “Hemos
buscado estos planetas con instrumentos infrarrojos de última
generación instalados en otros telescopios. Sin embargo, creemos que
estos planetas en formación aún se encuentran inmersos en lo profundo de
las corrientes de gas, que son prácticamente opacas. Por lo tanto,
pueden haber pocas posibilidades de captarlos directamente”.
Sin embargo, los astrónomos desean saber más acerca de estos
supuestos planetas, analizando tanto las corrientes de gas como el gas
que aún queda disperso. El telescopio ALMA está todavía en construcción,
y aún no ha alcanzado su máxima capacidad. Cuando esté completo, su
visión será aún más aguda, y las nuevas observaciones de las corrientes
podrían permitir que el equipo determine las propiedades de los
planetas, incluyendo sus masas.
Información adicional
Este estudio fue presentado en un artículo denomidano “Flows of gas through a protoplanetary gap” (Flujos de gas a través de una brecha de material en un disco protoplanetario)", que aparecerá en la revista Nature el 2 de enero de 2013.
El equipo está compuesto por S. Casassus (Universidad de Chile,
Chile; Núcleo Milenio de Discos Protoplanetarios - Ministerio de
Economía, Gobierno de Chile), G. van der Plas (Universidad de Chile,
Chile), S. Pérez M. (Universidad de Chile, Chile), W. R. F. Dent (Joint
ALMA Observatory, Chile; Observatorio Europeo Austral, Chile), E.
Fomalont (NRAO, EE.UU.), J. Hagelberg (Observatorio de Ginebra, Suiza),
A. Hales (Joint ALMA Observatory, Chile; NRAO, EE.UU.), A. Jordán
(Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile), D. Mawet
(Observatorio Europeo Austral, Chile), F. Ménard (CNRS / INSU, Francia;
Universidad de Chile, Chile; CNRS / UJF Grenoble, Francia), A. Wootten
(NRAO, EE.UU.), D. Wilner (Instituto Harvard-Smithsonian Center for
Astrophysics, EE.UU.), A. M. Hughes (U. C. Berkeley, EE.UU.), M. R.
Schreiber (Universidad Valparaiso, Chile), J. H. Girard ( Observatorio
Europeo Austral, Chile), B. Ercolano (Universidad de Múnich, Alemania),
H. Canovas (Universidad Valparaiso, Chile), P. E. Román (Universidad de
Chile, Chile), V, Salinas (Universidad de Chile, Chile).
El radiotelescopio ALMA (the Atacama Large Millimeter/submillimeter
Array), una instalación astronómica internacional, es una asociación
entre Europa, Norteamérica y Asia del Este, en cooperación con la
República de Chile. ALMA es financiado en Europa por la Organización
Europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Austral
(ESO), en Norteamérica por la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU.
(NSF) en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de
Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia de Taiwán (NSC), y en Asia
del Este por los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS, por
su sigla en inglés) de Japón en cooperación con la Academia Sinica (AS)
en Taiwán. La construcción y las operaciones de ALMA a nombre de Europa
se encuentran a cargo de ESO, a nombre de Norteamérica son
responsabilidad del Observatorio Radio Astronómico Nacional (NRAO)
operado por Associated Universities, Inc. (AUI), y a nombre de Asia del
Este corresponden al Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ).
El Joint ALMA Observatory (JAO) es el responsable de la unificación del
proyecto, por lo que está a cargo de la dirección general y la gestión
de la construcción, así como también de la puesta en marcha y las
operaciones de ALMA.
ESO es la organización astronómica intergubernamental más importante
en Europa y el observatorio astronómico en tierra más productivo del
mundo. Cuenta con el respaldo de 15 países: Austria, Bélgica, Brasil,
República Checa, Dinamarca, Francia, Finlandia, Alemania, Italia,
Holanda, Portugal, España, Suecia, Suiza y el Reino Unido. ESO lleva a
cabo un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y
operación de poderosas instalaciones para la observación astronómica en
tierra, permitiendo así a los astrónomos realizar importantes
descubrimientos científicos. ESO también juega un papel fundamental a la
hora de promover y organizar la cooperación para la investigación
astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas
en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el
Telescopio Muy Grande (VLT), el observatorio óptico más avanzado del
mundo y dos telescopios de rastreo. El Telescopio de Rastreo Óptico e
Infrarrojo para Astronomía (VISTA), que realiza exploraciones en
longitudes de onda infrarrojas, es el telescopio de rastreo más grande
del mundo. Asimismo, el Telescopio de Rastreo del VLT (VST) es el
telescopio de mayor tamaño diseñado para rastrear de manera exclusiva
los cielos en luz visible. ESO es el socio Europeo de un revolucionario
telescopio llamado ALMA, el proyecto astronómico de mayor envergadura en
la actualidad. ESO se encuentra planificando la construcción y
desarrollo de un Telescopio óptico/infrarrojo de 39 metros. El E-ELT
(Telescopio Europeo Extremadamente Grande) será “el ojo más grande del
mundo en el cielo”.
Enlaces
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Observatorio Europeo Austral (ESO)
Santiago, Chile
Tlf.: +562 24633019
Correo electrónico: frrodrig@eso.org
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Santiago, Chile
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Charlottesville, USA
Tlf.: +1 434 244 6816
Correo electrónico: jstoke@nrao.edu
National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso1301.
Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
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