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    Los astrónomos hacen la primera detección clara de un disco en formación de luna alrededor de un exoplaneta

    Esta imagen, tomado con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), en el que ESO es socio, muestra vistas amplia (izquierda) y de cerca (derecha) del disco formador de luna que rodea al PDS 70c, un joven planeta parecido a Júpiter a casi 400 años luz de distancia. La vista de cerca muestra el PDS 70c y su disco circumplanetario en el centro del frente, con el disco con forma de anillo circunestelar más grande ocupando la mayor parte del lado derecho de la imagen. La estrella PDS 70 está en el centro de la imagen de visión amplia de la izquierda. Se han encontrado dos planetas en el sistema, PDS 70c y PDS 70b, este último no es visible en esta imagen. Han tallado una cavidad en el disco circunestelar mientras devoraban material del propio disco, creciendo en tamaño. En este proceso, PDS 70c adquirió su propio disco circumplanetario, que contribuye al crecimiento del planeta y donde se pueden formar lunas. Este disco circumplanetario es tan grande como la distancia Sol-Tierra y tiene suficiente masa para formar hasta tres satélites del tamaño de la Luna. Crédito:ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / Benisty et al.

    Usando el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), en el que el Observatorio Europeo Austral (ESO) es socio, Los astrónomos han detectado sin ambigüedades la presencia de un disco alrededor de un planeta fuera de nuestro Sistema Solar por primera vez. Las observaciones arrojarán nueva luz sobre cómo se forman las lunas y los planetas en los sistemas estelares jóvenes.

    "Nuestro trabajo presenta una detección clara de un disco en el que se podrían estar formando satélites, "dice Myriam Benisty, investigador de la Universidad de Grenoble, Francia, y en la Universidad de Chile, quien dirigió la nueva investigación publicada hoy en Las cartas del diario astrofísico . “Nuestras observaciones de ALMA se obtuvieron con una resolución tan exquisita que pudimos identificar claramente que el disco está asociado con el planeta y podemos restringir su tamaño por primera vez, " ella agrega.

    El disco en cuestión, llamado disco circumplanetario, rodea el exoplaneta PDS 70c, uno de dos gigantes, Planetas similares a Júpiter orbitando una estrella a casi 400 años luz de distancia. Los astrónomos habían encontrado indicios de un disco "formador de luna" alrededor de este exoplaneta antes, pero, dado que no podían distinguir claramente el disco del entorno circundante, no pudieron confirmar su detección, hasta ahora.

    Además, con la ayuda de ALMA, Benisty y su equipo encontraron que el disco tiene aproximadamente el mismo diámetro que la distancia de nuestro Sol a la Tierra y suficiente masa para formar hasta tres satélites del tamaño de la Luna.

    Pero los resultados no solo son clave para descubrir cómo surgen las lunas. "Estas nuevas observaciones también son extremadamente importantes para probar las teorías de la formación de planetas que no se pudieron probar hasta ahora, "dice Jaehan Bae, investigador del Laboratorio de la Tierra y los Planetas de la Carnegie Institution for Science, NOSOTROS., y autor del estudio.

    Los planetas se forman en discos polvorientos alrededor de estrellas jóvenes, tallando cavidades mientras devoran material de este disco circunestelar para crecer. En este proceso, un planeta puede adquirir su propio disco circumplanetario, lo que contribuye al crecimiento del planeta al regular la cantidad de material que cae sobre él. Al mismo tiempo, el gas y el polvo en el disco circumplanetario pueden unirse en cuerpos progresivamente más grandes a través de múltiples colisiones, conduciendo finalmente al nacimiento de lunas.

    Pero los astrónomos aún no comprenden completamente los detalles de estos procesos. "En breve, todavía no está claro cuándo, dónde, y cómo se forman los planetas y las lunas, "explica el becario de investigación de ESO Stefano Facchini, también participa en la investigación.

    "Se han encontrado más de 4000 exoplanetas hasta ahora, pero todos ellos fueron detectados en sistemas maduros. PDS 70b y PDS 70c, que forman un sistema que recuerda al par Júpiter-Saturno, son los únicos dos exoplanetas detectados hasta ahora que todavía están en proceso de formación, "explica Miriam Keppler, investigador del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania y uno de los coautores del estudio.

    Por tanto, este sistema nos ofrece una oportunidad única para observar y estudiar los procesos de formación de planetas y satélites, ", Añade Facchini.

    PDS 70b y PDS 70c, los dos planetas que componen el sistema, se descubrieron por primera vez utilizando el Very Large Telescope (VLT) de ESO en 2018 y 2019 respectivamente, y su naturaleza única significa que se han observado con otros telescopios e instrumentos muchas veces desde entonces.

    Las últimas observaciones de ALMA de alta resolución ahora han permitido a los astrónomos obtener más información sobre el sistema. Además de confirmar la detección del disco circumplanetario alrededor del PDS 70c y estudiar su tamaño y masa, encontraron que PDS 70b no muestra evidencia clara de tal disco, lo que indica que fue privado de material de polvo de su entorno de nacimiento por PDS 70c.

    Se logrará una comprensión aún más profunda del sistema planetario con el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, actualmente en construcción en Cerro Armazones en el desierto de Atacama chileno. "El ELT será clave para esta investigación ya que, con su resolución mucho más alta, podremos mapear el sistema con gran detalle, "dice el coautor Richard Teague, investigadora del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian, EE.UU .. En particular, mediante el uso del generador de imágenes y espectrógrafo ELT de infrarrojo medio (METIS) del ELT, el equipo podrá observar los movimientos de gas que rodean al PDS 70c para obtener una imagen 3D completa del sistema.

    Esta investigación fue presentada en el artículo "A circumplanetary Disk Around PDS 70c" para aparecer en Las cartas del diario astrofísico .


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