La ilustración de este artista muestra dos exoplanetas gigantes gaseosos que orbitan alrededor de la joven estrella PDS 70. Estos planetas todavía están creciendo mediante la acumulación de material de un disco circundante. En el proceso, han excavado gravitacionalmente un gran espacio en el disco. La brecha se extiende desde distancias equivalentes a las órbitas de Urano y Neptuno en nuestro sistema solar. Crédito:J. Olmsted (STScI)
Los astrónomos han obtenido imágenes directamente de dos exoplanetas que están formando gravitacionalmente una gran brecha dentro de un disco de formación de planetas que rodea a una estrella joven. Si bien se han fotografiado directamente más de una docena de exoplanetas, este es solo el segundo sistema de planetas múltiples que se fotografiará. (El primero fue un sistema de cuatro planetas que orbitaba la estrella HR 8799). A diferencia de HR 8799, aunque, los planetas de este sistema todavía están creciendo mediante la acumulación de material del disco.
"Esta es la primera detección inequívoca de un sistema de dos planetas que abre una brecha en el disco, "dijo Julien Girard del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland.
La estrella anfitriona, conocido 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 todavía está acumulando gas. Está rodeado por un disco de gas y polvo que tiene una gran brecha que se extiende desde aproximadamente 1.900 a 3.800 millones de millas.
PDS 70 b, el planeta más interno conocido, se encuentra dentro de la brecha del disco a una distancia de aproximadamente 2 mil millones de millas de su estrella, similar a la órbita de Urano en nuestro sistema solar. El equipo estima que pesa entre 4 y 17 veces más que Júpiter. Se detectó por primera vez en 2018.
PDS 70 c, el planeta recién descubierto, se encuentra cerca del borde exterior de la brecha del disco a aproximadamente 3.3 mil millones de millas de la estrella, similar a la distancia de Neptuno a nuestro Sol. Es menos masivo que el planeta b, pesando 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 tarda el planeta exterior en 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.
PDS 70 es solo el segundo sistema de varios planetas en el que se obtienen imágenes directamente. Mediante una combinación de óptica adaptativa y procesamiento de datos, Los astrónomos pudieron cancelar la luz de la estrella central (marcada por una estrella blanca) para revelar dos exoplanetas en órbita. PDS 70 b (abajo a la izquierda) pesa de 4 a 17 veces más que Júpiter, mientras que PDS 70 c (arriba a la derecha) pesa de 1 a 10 veces más que Júpiter. Crédito:ESO y S. Haffert (Observatorio de Leiden)
"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 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 "fijar" la luz emitida por hidrógeno. que es un signo de acumulación de gas.
"Este nuevo modo de observación se desarrolló para estudiar galaxias y cúmulos de estrellas con una resolución espacial más alta. Pero este nuevo modo también lo hace adecuado para la obtención de imágenes de exoplanetas. que no fue el motor científico original del instrumento MUSE, "dijo Sebastiaan Haffert del Observatorio de Leiden, autor principal del artículo.
"Nos sorprendió mucho cuando encontramos el segundo planeta, "Añadió Haffert.
En el futuro, El telescopio espacial James Webb de la NASA puede estudiar este sistema y otros viveros de planetas utilizando una técnica espectral similar para reducir varias 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 gaseosos. El sistema también podría ser el objetivo de la misión WFIRST, que llevará una demostración de tecnología de coronógrafo 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 se publicaron en la edición del 3 de junio de Astronomía de la naturaleza .
