Grupo de Héctor Canovas es el primero en observar anillo de polvo esculpido por planetas en formación alrededor de una estrella.
Nuevas observaciones con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) del disco que rodea a una joven estrella menor al Sol confirmaron algunas teorías sobre la interacción entre discos y planetas recién formados.
Un equipo de astrónomos liderados por Héctor Cánovas, de la Universidad de Valparaíso, y del núcleo Milenio de Discos Protoplanetarios (MAD) observó por primera vez el anillo de polvo posiblemente esculpido por planetas en formación alrededor de la estrella Sz 91, a unos 650 años luz de la Tierra.
Los resultados obtenidos muestran el primer disco en torno a una estrella que tiene sólo la mitad de la masa del Sol y que presenta de forma simultánea una migración de granos de polvo desde las zonas externas y signos evidentes de la interacción entre jóvenes planetas con el disco en la zona interior.
Los planetas nacen en discos de polvo y gas que rodean a las estrellas jóvenes y que los nutren de material, dejando la “huella” de esa interacción en la estructura del disco. Los modelos teóricos que estudian esta interacción predicen que los planetas “excavan” el disco protoplanetario, creando un “agujero” en la parte interna del disco, y evitando que las partículas de polvo de tamaño milimétrico (como granos de arena de playa) prosigan su camino hacia la estrella central. Al mismo tiempo, las partículas de polvo en las partes más externas del disco (las más alejadas de la estrella) son atraídas por la fuerza gravitatoria de la estrella.
La combinación de ambos efectos debería crear estructuras de polvo con forma de anillo en aquellos discos que albergan planetas gigantes recién formados en su interior. “La imagen proporcionada por ALMA muestra nítidamente un anillo alrededor de la joven estrella. Y se trata de un anillo sorprendentemente grande ya que posee más del triple de tamaño que la órbita de Neptuno (110 UA aprox. de radio)”, explica Héctor Cánovas.
La imagen de ALMA muestra sólo el anillo, ya que el radiotelescopio detecta las frías partículas de polvo que lo componen, y no al planeta y la estrella, pues están compuestos principalmente por gas caliente.
“De acuerdo con el paradigma actual de interacciones planeta-disco, solo planetas gigantes orbitando las partes internas del disco pueden explicar la presencia de un anillo de radio tan grande”, señala Antonio Hales, astrónomo de ALMA y miembro del equipo de investigación.
La acumulación de granos de polvo en una estructura anular estrecha, como es el caso de Sz91, podría favorecer la formación de más planetas, pues la alta densidad de partículas de polvo en el anillo proporcionaría las condiciones ideales para que las partículas de polvo se aglutinen y crezcan en tamaño hasta formar pequeños núcleos planetarios.
“Los resultados de esta investigación demuestran que Sz 91 es un disco protoplanetario de suma importancia para el estudio de la formación planetaria, las interacciones disco-planeta, y la evolución de estos discos en torno a estrellas de baja masa, ya que Sz 91 muestra evidencias de todos estos procesos simultáneamente”, concluye Matthias Schreiber, coautor del estudio.
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Esta investigación fue presentada en un artículo titulado “A ring-like concentration of mm-sized particles in Sz 91”, escrito por Héctor Cánovas y colaboradores, que será publicada en la revista especializada Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) próximamente.
El equipo de investigación está compuesto por Héctor Cánovas, Claudio Cáceres, Matthias Schreiber, Adam Hardy (todos de la Universidad de Valparaíso y del núcleo Milenio de Discos Protoplanetarios de Chile), Lucas Cieza (Universidad Diego Portales y MAD de Chile), Francois Ménard (Universidad de Chile) y Antonio Hales (JAO-ALMA, Chile).
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS), en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia de Taiwán (NSC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).
La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.
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