Una nueva investigación realizada por un equipo dirigido por un astrofísico de la Universidad de Warwick tiene una manera de decir finalmente si los planetas recién formados están migrando dentro del disco de polvo y gas que normalmente rodea a las estrellas o si simplemente permanecen en la misma órbita alrededor del planeta. estrella.

Encontrar evidencia real de que un planeta está migrando (generalmente hacia adentro) dentro de tales discos ayudaría a resolver una serie de problemas que han surgido a medida que los astrónomos pueden ver más y más detalles dentro de los discos protoplanetarios. En particular, podría proporcionar una explicación simple para una variedad de patrones extraños y perturbaciones que los astrónomos están comenzando a identificar dentro de estos discos.

La migración de planetas es un proceso sobre el que los astrónomos conocen la teoría desde hace 40 años, pero solo ahora han podido encontrar una forma de probar observacionalmente si realmente ocurre. Esta nueva investigación de un equipo dirigido por la Universidad de Warwick, junto con Cambridge, proporciona dos nuevas firmas de observación en los anillos de polvo del joven sistema solar que serían evidencia de un planeta en migración. Esa investigación se publica en un artículo titulado "¿Está el anillo dentro o fuera del planeta ?:El efecto de la migración planetaria en los anillos de polvo" que se publicará en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .

El autor principal, Dr. Farzana Meru del Grupo de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Warwick en el Departamento de Física, en el papel decía:

"La migración de planetas en discos protoplanetarios juega un papel importante en la evolución a largo plazo de los sistemas planetarios, sin embargo, actualmente no tenemos una prueba de observación directa para determinar si un planeta está migrando en su disco gaseoso. Sin embargo, la tecnología ahora disponible para nosotros en Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), es capaz de mirar en profundidad estos discos, e incluso ver estructuras detalladas dentro de los discos, como anillos, brechas, brazos en espiral, medialunas y grupos. ALMA también puede usar diferentes frecuencias milimétricas para buscar concentraciones de diferentes tamaños de partículas, por lo que también podemos usarlo para explorar la composición de los anillos de polvo individuales dentro del disco ".

"Nuestra última investigación ha encontrado una manera de utilizar esta nueva tecnología para detectar lo que creemos que será una señal clara dentro de estos anillos de polvo de que el planeta más cercano a ellos en realidad está migrando dentro de ese sistema solar muy joven".

El equipo de investigación dirigido por la Universidad de Warwick ha concluido que si ALMA observa los dos anillos de polvo más cercanos a la órbita de un planeta, una simple medición del tamaño de partícula típico en cada anillo revelará la respuesta.

Si ALMA encuentra que el anillo de polvo interior (es decir, entre la órbita del planeta y la estrella) generalmente está formado por partículas de menor tamaño, y que el anillo de polvo exterior (inmediatamente fuera de la órbita del planeta) generalmente está formado por partículas más grandes, entonces eso será una clara evidencia de que el planeta está migrando dentro del disco protoplanetario del sistema. El tamaño de las partículas diferiría para cada disco, pero en el caso de que el planeta esté ubicado a 30 unidades astronómicas de la estrella y tenga 30 veces la masa de la Tierra, las partículas más pequeñas en el anillo interior normalmente tendrían menos de un milímetro de tamaño, mientras que los del anillo exterior serían un poco más de un milímetro.

ALMA podrá observar esto porque la longitud de onda a la que observa se correlaciona aproximadamente con el tamaño de las partículas de polvo. Esto significa que a medida que los observadores miran el disco con ALMA a longitudes de onda crecientes, se espera que el anillo de polvo interior se desvanezca, mientras que el anillo exterior se volvería más brillante.

La razón de este patrón es doble. En primer lugar, el modelo de los investigadores muestra que el anillo de polvo exterior contendrá más partículas de polvo grandes porque se mueven a mayor velocidad (que las partículas más pequeñas) y son lo suficientemente rápidas para mantenerse al día con el planeta mientras orbita hacia adentro. Esto dará como resultado un anillo exterior a la órbita del planeta que se compone principalmente de partículas grandes.

En segundo lugar, el anillo interior está formado por pequeñas partículas porque se mueven hacia el interior más lentamente que el planeta. En consecuencia, no pueden apartarse del camino del planeta que migra hacia adentro y, por lo tanto, se acumulan en un anillo justo hacia el interior del planeta. Esta vez, el polvo grande que se mueve rápidamente se mueve rápidamente hacia la estrella dejando un anillo de polvo interior de partículas de pequeño tamaño.

El equipo de investigación continuará simulando cómo se verían tales observaciones de ALMA y los astrónomos ahora pueden usar este método en sus propias observaciones de ALMA para buscar esta firma de dos anillos.

Sin embargo, el Dr. Farzana Meru también señala que:"Puede darse el caso de que haya observaciones de ALMA de discos protoplanetarios que ya hayan visto y registrado esta firma de anillo de polvo mientras buscaban otros fenómenos. Si el mismo disco se ha observado en diferentes longitudes de onda ... posiblemente por diferentes equipos, entonces una comparación de estas observaciones podría proporcionar ya la confirmación de nuestra teoría ".