En los discos de polvo y gases alrededor de las estrellas jóvenes, ocurren estructuras misteriosas. Junto con la profesora Ewine van Dishoeck, Doctor. El estudiante Paolo Cazzoletti investiga cómo podemos explicar estas formas, como anillos, espirales y agujeros. El 12 de diciembre defenderá su tesis.

Desde el descubrimiento del primer exoplaneta en los años 90, Se han encontrado más de 4000 exoplanetas. Los planetas se forman en discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes. "Primero, el polvo se acumula en granos que gradualmente crecen hasta el tamaño de guijarros y, finalmente, en rocas y planetas, "Cazzoletti dice." Si son lo suficientemente grandes y pesados, pueden atraer gas del disco y, en algunos casos, convertirse en gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno ".

Herraduras y plátanos

En las primeras observaciones del telescopio, los discos protoplanetarios parecían lisos y simétricos. Pero esto cambió hace unos siete años. Usando el radiotelescopio Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile, los astrónomos pudieron observar los discos con más detalle. "Estas observaciones demostraron que no son simétricas ni uniformes, ", dice Cazzoletti." Vimos estructuras y formas, como agujeros, anillos y subestructuras en forma de herradura y plátano. Eso fue una sorpresa ".

La explicación que se menciona con más frecuencia para esto es la presencia de uno o más planetas. Estos pueden interactuar con el polvo y el gas del disco, creando las estructuras. Pero se encontraron menos planetas de los necesarios para explicar todas las estructuras de polvo y gas. Cazzoletti:"Esto hace que las estructuras sean más misteriosas. Tuvimos que buscar otras explicaciones".

Vórtices de polvo

En su investigación sobre las explicaciones de las estructuras, Cazzoletti se basa en su tesis de maestría. "He estado interesado en estos discos planetarios desde hace algún tiempo, ", dice." Y el conocimiento de la investigación de mi maestría parecía encajar bien con los dos primeros capítulos de mi tesis ".

Por su doctorado, el estudió, entre otras cosas, Observaciones de ALMA de HD 135344B, un disco alrededor de una estrella joven. Este disco no es simétrico. En el lado sur hay una estructura en forma de plátano. Parece una especie de vórtice de polvo. Es más, pequeñas partículas de polvo en la capa superior del disco forman brazos espirales. Los astrónomos inicialmente pensaron que estos eran causados ​​por la presencia de planetas en el área exterior del disco. Pero no se encontraron planetas. Cazzoletti describe en su tesis cómo los brazos espirales pueden ser creados por el vórtice de polvo asimétrico. Si ese es el caso, solo un planeta, cerca de la estrella, es necesario para explicar el resto de la estructura observada.

¿Agujeros o no agujeros?

Además de este trabajo de observación, Cazzoletti también llevó a cabo una investigación teórica para explicar las estructuras en forma de anillo en el gas de los discos protoplanetarios. Para este propósito, se centró en las moléculas de cianuro. "Hay dos posibilidades mediante las cuales vemos estas estructuras de gas en forma de anillo, "dice Cazzoletti." Puede ser causado por un agujero en forma de anillo en el disco.

O no hay agujero pero solo parece haber un agujero debido a la química de las moléculas de cianuro y la forma en que emiten luz ". Al analizar modelos teóricos, descubrió que las formas de anillo observadas no están relacionadas con la forma del disco de polvo. "Son principalmente agujeros químicos porque hay menos cianuro en las proximidades de la estrella madre".

Más conocimiento sobre exoplanetas

El doctorado de Cazzoletti. la investigación contribuye a una mejor comprensión de la forma en que se crean las estructuras en los discos protoplanetarios. Con este conocimiento, Los astrónomos en el futuro esperan descubrir cómo se relacionan las estructuras con la formación de planetas y la diversidad de sistemas exoplanetarios que se han observado durante los últimos veinticinco años.

El propio Cazzoletti no continúa esta investigación. Los astrónomos tienen una gran demanda como científicos de datos en una amplia gama de organizaciones. Desde principios de noviembre, Cazzoletti ha estado utilizando sus conocimientos de análisis de datos como científico de datos en la empresa italiana Prometeia.