Científico explora el nacimiento de un planeta

( Nanowerk Noticias ) Dr. John Carr, científico del Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos (NRL), es parte de un equipo internacional que ha descubierto lo que creen es evidencia de un planeta en formación alrededor de una estrella a unos 335 años luz de la Tierra. Esta investigación se publica en la edición del 20 de agosto de The Astrophysical Journal .

Carr y los otros miembros del equipo de investigación se propuso estudiar el disco protoplanetario alrededor de una estrella conocida como HD 100546, y como a veces sucede en la investigación científica, fue por "casualidad" que se toparon con la formación del planeta en órbita alrededor de esta estrella. Un disco protoplanetario, o disco circum-, es un disco muy grande de material orbitando una estrella recién formada de que un sistema planetario puede formar. El equipo estaba estudiando el gas caliente en este disco utilizando una técnica llamada espectro-astrometría, que permite a los astrónomos detectar pequeños cambios en la posición de gas en movimiento.

Concepción artística de la joven estrella masiva HD100546 y su disco circundante. Un planeta en formación en el disco ha despejado el disco dentro 13AU de la estrella, una distancia comparable a la de Saturno del sol. Como el gas y el polvo fluye desde el disco circum al planeta, este material rodea al planeta como un disco circumplanetary (recuadro). Estos discos giratorios se cree que son los lugares de nacimiento de las lunas planetarias, como los satélites galileanos de Júpiter que orbitan. Mientras que están en teoría predice que rodean los planetas gigantes al nacer, ha habido poca evidencia de observación hasta la fecha para los discos circumplanetary fuera del sistema solar. Brittain et al. (2014) reportan evidencia de una fuente en órbita de la emisión de monóxido de carbono cuyo tamaño es consistente con las predicciones teóricas para un disco circumplanetary. Observaciones mayores de 10 años trazan la órbita del planeta en formación desde detrás de la cara visible del disco circum-en el año 2003 hasta el otro lado del disco en 2013 Estas observaciones proporcionan una nueva manera de estudiar cómo se forman los planetas.(Foto: P. Marenfeld y NOAO / AURA / NSF) (click en la imagen para agrandar)

Los investigadores descubrieron una fuente "extra" de emisión gaseosa de moléculas de monóxido de carbono que no podían ser explicadas por el disco protoplanetario solo. Mediante el seguimiento de los cambios en la velocidad y la posición de esta emisión adicional durante los años de las observaciones, que fueron capaces de demostrar que está en órbita alrededor de la joven estrella. La distancia de la estrella es algo mayor que la distancia de Saturno del Sol La evidencia sugiere que los que están observando de gas caliente que rodea un planeta joven en órbita. Carr señala que en lugar de ver directamente el planeta, que están detectando el gas a medida que se arremolina alrededor y sobre el planeta en formación.

A través del modelado realizado por el Dr. Sean Brittain, un astrofísico de la Universidad de Clemson y el autor principal del artículo, y con datos adicionales recopilados por el equipo para confirmar su hipótesis inicial, que fueron capaces de investigar la emisión extra, ya que orbitaba la estrella. Los autores concluyeron que una probable explicación para las observaciones es un pequeño disco circumplanetary de gas caliente en órbita alrededor de un planeta en formación.El planeta candidato sería un gigante de gas por lo menos tres veces la masa de Júpiter. La teoría es que el material de la gran disco protoplanetario alimenta en el disco circumplanetary, que luego se alimenta sobre el planeta en crecimiento. Por lo tanto, un disco circumplanetary desempeña un papel mediador en el crecimiento del planeta. Los restos de un disco circumplanetary también podrían dar a luz a las lunas, como los que se observan alrededor de Júpiter en nuestro sistema solar. Como explica Carr, un aspecto novedoso de esta nueva evidencia de la formación de planetas es la posible detección de un disco circumplanetary.

El estudio del equipo se basa en cuatro conjuntos de observaciones recogidas en 2003, 2006, 2010 y 2013 Utilizaron el Observatorio Gemini y el Very Large Telescope en el Observatorio Europeo del Sur, ambos ubicados en Chile. El Observatorio Gemini consta de diámetro telescopios gemelos de 8.1 metros ópticos / infrarrojos, ubicados en las montañas en Hawai y Chile. El VLT no es sólo un telescopio, pero una serie de cuatro, cada uno con un espejo principal de 8,2 metros de diámetro. Los datos fueron recolectados a través de espectrógrafos infrarrojos de alta resolución que permitieron mediciones precisas de los movimientos de gas molecular que rodean la estrella.

"Estos resultados proporcionan una oportunidad única", dice Carr, "para estudiar la formación de planetas en acción. Nuestro análisis sugiere que estamos observando un disco de gas caliente que rodea un planeta gigante formando en órbita alrededor de la estrella. Mientras que tales discos circumplanetary han sido teorizado que rodean los planetas gigantes en el nacimiento y para controlar el flujo de gas hacia el planeta en crecimiento, estos resultados son la primera evidencia observacional de su existencia. Si nuestra interpretación es correcta, esencialmente estamos viendo un planeta atrapado en el acto de la formación ".

De cara al futuro, el equipo quiere seguir vigilando el movimiento del planeta y obtener datos adicionales para definir mejor las propiedades del disco circumplanetary. Ellos predicen que el planeta y su disco va a desaparecer de la vista dentro de unos dos años, cuando se convierten ocultas por el borde interior del disco circum. Así que, si el modelo del equipo es correcta, la firma del planeta en órbita no será visto por otros 15 años, hasta su órbita lo trae de vuelta a la vista.

El equipo de investigación está formado por el Dr. Sean Brittain, Universidad de Clemson; Dr. John S. Carr, el Laboratorio de Investigación Naval de la División de Teledetección; Dr. Joan R. Najita, Observatorio Nacional de Astronomía Óptica en Tucson, Arizona; y el Dr. Sascha P. Quanz y el Dr. Michael R. Meyer, ambos de ETH Zurich, Instituto de Astronomía.

Fuente: Laboratorio de Investigación Naval de los EE.UU.