Tecnología
Jueves 17 octubre de 2019 | Publicado a las 22:33
ALMA permite observar el desplazamiento de gas en 3D en un disco en el que se forman planetas
Por Camilo Suazo
La información es de Comunicado de Prensa
visitas

Gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un equipo de astrónomos observó desplazamientos de gas en 3D en un disco donde se forman planetas. En tres lugares del disco que rodea una joven estrella conocida como HD 163296, hay gas que fluye en cascada hacia surcos probablemente generados por planetas en formación.

Hace un tiempo se hab√≠a predicho la existencia de estos flujos de gas, que podr√≠an estar influyendo directamente en la composici√≥n qu√≠mica de las atm√≥sferas de estos planetas. Los resultados de este estudio se publicaron en la √ļltima edici√≥n de la revista Nature.

Los planetas se forman en discos de polvo y gas. Los astrónomos estudian estos discos, conocidos como discos protoplanetarios, para entender los procesos de formación planetaria. Las hermosas imágenes de los discos obtenidas con ALMA muestran claros surcos y anillos en el polvo que podrían ser producidos por planetas en formación.

Para estar seguros de que son planetas los que generan estos surcos, y para entender a cabalidad los procesos de formación planetaria, los científicos estudian el gas del que están hechos estos discos, además del polvo. El 99% de la masa de los discos protoplanetarios está hecha de gas, en parte de monóxido de carbono (CO), que resulta ser el más brillante y que puede ser observado con ALMA.

El a√Īo pasado, dos equipos de astr√≥nomos revelaron una nueva t√©cnica de b√ļsqueda de planetas basada en este gas. Se midi√≥ la velocidad de rotaci√≥n del CO en el disco que rodea a la joven estrella HD 163296. Las alteraciones locales en el movimiento del gas revelaron tres estructuras con forma planetaria en el disco.

En este nuevo estudio, el autor principal, Richard Teague, de la Universidad de Michigan, y su equipo usaron nuevos datos en alta resolución obtenidos por ALMA en el marco del proyecto Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP) para estudiar en detalle la velocidad de desplazamiento del gas.

‚ÄúCon los datos de alta resoluci√≥n de este programa pudimos medir la velocidad del gas en tres direcciones, en vez de solo una‚ÄĚ, explica Teague. ‚ÄúPor primera vez, calculamos el movimiento del gas en todas las direcciones posibles: alrededor de la estrella, acerc√°ndose o alej√°ndose de ella, y hacia arriba o abajo del disco‚ÄĚ, agrega.

Teague y sus colegas observaron el gas desplaz√°ndose desde las capas superiores hacia la mitad del disco en tres lugares distintos. ‚ÄúLo m√°s probable es que un planeta en √≥rbita alrededor de la estrella desplace el polvo y el gas hacia el costado y genere un surco‚ÄĚ, explica Teague. ‚ÄúAs√≠, el gas encima del surco cae hacia √©l como una cascada y genera un flujo de gas giratorio en el disco‚ÄĚ, sostuvo.

Esta es la mejor prueba de que hay planetas formándose alrededor de HD 163296. Sin embargo, los astrónomos no están cien por ciento seguros de que estos flujos de gas son provocados por planetas. Por ejemplo, el campo magnético de la estrella también podría afectar el gas.

‚ÄúPor ahora, solo una observaci√≥n directa de los planetas permitir√≠a descartar las dem√°s posibilidades, pero las caracter√≠sticas de estos flujos de gas son √ļnicas, y es muy probable que sean causadas √ļnicamente por planetas‚ÄĚ, se√Īala Jaehan Bae, de la Carnegie Institution for Science, quien es coautor del art√≠culo y puso a prueba esta teor√≠a mediante una simulaci√≥n inform√°tica del disco.

Las ubicaciones de los tres planetas cuya existencia se predice en este estudio corresponden a los hallazgos del a√Īo pasado. Sus posiciones probables son a 87, 140 y 237 UA de la estrella (una unidad astron√≥mica [UA] corresponde a la distancia promedio entre la Tierra y el Sol).

Se calcula que el planeta m√°s cercano a HD 163296 tiene la mitad de la masa de J√ļpiter, el segundo m√°s cercano tiene una masa equivalente a la de J√ļpiter y el m√°s alejado tiene dos veces su masa.

Representación del gas que fluye en cascada hacia el surco de un disco protoplanetario | NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello
Representación del gas que fluye en cascada hacia el surco de un disco protoplanetario | NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Estos desplazamientos de gas desde la superficie hasta el plano medio de los discos protoplanetarios se hab√≠an predicho desde fines de los noventa. Sin embargo, esta es la primera vez que los astr√≥nomos los observan. Adem√°s de ser √ļtiles para detectar planetas j√≥venes, estos flujos tambi√©n pueden ayudarnos a entender mejor c√≥mo los planetas gaseosos gigantes fabrican sus atm√≥sferas.

‚ÄúLos planetas se forman en la capa intermedia del disco, o plano medio. Es un lugar fr√≠o y protegido de la radiaci√≥n emanada de la estrella‚ÄĚ, explica Teague. ‚ÄúCreemos que los surcos causados por los planetas atraen gas menos fr√≠o de las capas externas del disco, m√°s activas en t√©rminos qu√≠micos, y que ese gas termina formando la atm√≥sfera de los planetas‚ÄĚ, indica.

Teague y su equipo no esperaban poder ver este fen√≥meno. ‚ÄúEl disco que rodea HD 163296 es el m√°s grande y brillante que se puede observar con ALMA‚ÄĚ, afirma Teague. ‚ÄúPero fue una gran sorpresa haber visto estos flujos de gas con tanta claridad. El disco parece ser mucho m√°s din√°mico de lo que cre√≠amos‚ÄĚ.

‚ÄúEsto nos proporciona un panorama mucho m√°s completo de los procesos de formaci√≥n planetaria de lo que jam√°s habr√≠amos so√Īado‚ÄĚ, comenta otro autor del art√≠culo, Ted Bergin, de la Universidad de Michigan.

‚ÄúAl caracterizar estos flujos, podemos determinar c√≥mo nacen los planetas como J√ļpiter y caracterizar su composici√≥n qu√≠mica al nacimiento. Y podr√≠amos usar esta informaci√≥n para determinar el lugar de nacimiento de estos planetas, puesto que pueden desplazarse durante su formaci√≥n‚ÄĚ.

Tendencias Ahora