Los gigantes gaseosos están creando una brecha dentro de un disco que forma un planeta.
Los astrónomos han fotografiado directamente dos
exoplanetas que están creando gravitacionalmente una amplia brecha dentro de un
disco de formación planetaria que rodea a una estrella joven. Aunque más
de una docena de exoplanetas se han fotografiado directamente, este es solo el
segundo sistema de múltiples planetas fotografiado. (El primero fue un
sistema de cuatro planetas que orbita la estrella HR 8799 ). Sin
embargo, a diferencia de HR 8799, los planetas de este sistema aún están
creciendo al acumular material del disco.
La estrella anfitriona, conocida como PDS 70, se
encuentra a unos 370 años luz de la Tierra. La joven estrella de 6
millones de años es un poco más pequeña y menos masiva que nuestro Sol, y sigue
acumulando gas. Está rodeado por un disco de gas y polvo que tiene una
gran brecha que se extiende desde aproximadamente 1.9 a 3.8 billones de millas.
PDS 70 b, el planeta más conocido, se encuentra
dentro de la brecha del disco a una distancia de aproximadamente 2 billones de
millas de su estrella, similar a la órbita de Urano en nuestro sistema
solar. El equipo estima que pesa de 4 a 17 veces más que
Júpiter. Fue detectado por primera vez en
2018.
PDS 70 c, el planeta recién descubierto, está
ubicado cerca del borde exterior de la brecha del disco a unos 3.300 millones
de millas de la estrella, similar a la distancia de Neptuno de nuestro
Sol. Es menos masivo que el planeta B, con un peso de entre 1 y 10 veces
más que Júpiter. Las dos órbitas planetarias están cerca de una resonancia
de 2 a 1, lo que significa que el planeta interior rodea la estrella dos veces
en el tiempo que le toma al planeta exterior dar una vuelta.
El descubrimiento de estos dos mundos es
significativo porque proporciona evidencia directa de que los planetas en
formación pueden barrer suficiente material de un disco protoplanetario para
crear una brecha observable.
“Con instalaciones como ALMA ,
Hubble o grandes telescopios ópticos terrestres con óptica adaptativa, vemos
discos con anillos y huecos por todas partes. La pregunta abierta ha sido,
¿hay planetas allí? En este caso, la respuesta es sí ”, explicó Girard.
El equipo detectó el PDS 70 c desde el suelo,
utilizando el espectrógrafo MUSE en
el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral. Su nueva
técnica se basó en la combinación de la alta resolución espacial proporcionada
por el telescopio de 8 metros equipado con cuatro láseres y la resolución
espectral media del instrumento que le permite "bloquear" la luz
emitida por el hidrógeno, que es un signo de acumulación de gas.
“Este nuevo modo de
observación fue desarrollado para estudiar galaxias y
cúmulos de estrellas con una resolución espacial más alta. Pero este nuevo
modo también lo hace adecuado para imágenes de exoplanetas, que no fue el motor
científico original para el instrumento MUSE ", dijo Sebastiaan Haffert,
del Observatorio Leiden, autor principal del artículo.
"Nos quedamos muy sorprendidos cuando
encontramos el segundo planeta", agregó Haffert.
En el futuro, el Telescopio Espacial James Webb de
la NASA podrá estudiar este sistema y otros viveros de planetas utilizando una
técnica espectral similar para reducir las distintas longitudes de onda de la
luz del hidrógeno. Esto permitiría a los científicos medir la temperatura
y la densidad del gas dentro del disco, lo que ayudaría a comprender el crecimiento
de los planetas gigantes de gas. El sistema también podría ser objetivo de
la misión WFIRST, que llevará a cabo una demostración de tecnología coronagraph
de alto rendimiento que puede bloquear la luz de la estrella para revelar una
luz más débil del disco circundante y los planetas compañeros.
Estos resultados fueron publicados en la edición
del 3 de junio de Nature Astronomy.
