Por primera vez, Los astrónomos han podido observar el corazón de la formación de planetas, registrar la temperatura y la cantidad de gas presente en las regiones más prolíficas para la formación de planetas.

Los planetas se forman en discos de gas y polvo (pequeñas partículas compuestas de polvo y hielo) que rodean a las estrellas jóvenes. Más específicamente, los planetas se forman en el plano medio de este disco, o el centro del disco visto de canto. Pero hasta ahora los astrónomos no han podido observar este plano medio porque los gases en el disco eran demasiado opacos.

"Anteriormente hemos observado discos en el proceso de hacer planetas, pero nuestras observaciones solo estaban rascando la superficie, "dijo Edwin Bergin, presidente del departamento de astronomía de la U-M. "Cuando inferimos la densidad, temperatura y velocidad gravitacional, lo que es la física del nacimiento de los planetas, no estábamos muestreando la región donde nacen los planetas ".

En lugar de, los investigadores tuvieron que confiar en las observaciones realizadas en la superficie del disco. Ahora, Bergin y su equipo, que incluye al becario postdoctoral Ke Zhang, han desarrollado un método que les permite mirar dentro de ese plano medio; en este caso, un disco a unos 180 años luz de distancia con una estrella de aproximadamente 0,8 veces la masa de nuestro propio sol.

Para observar la temperatura y otras condiciones del nacimiento del planeta, los astrónomos podrían usar hidrógeno molecular, que es la molécula más abundante en un planeta o región de formación estelar. Pero el hidrógeno molecular no se emite a las bajas temperaturas asociadas con el nacimiento de planetas. Entonces, los astrónomos deben enfocarse en una molécula diferente que existe junto con el hidrógeno molecular. Llaman a esta molécula diferente una "molécula trazadora", un sustituto del hidrógeno molecular. En este papel, el equipo utiliza una forma rara de monóxido de carbono como molécula trazadora.

Sus hallazgos muestran que la luz de longitud de onda milimétrica emitida naturalmente por esta rara forma de monóxido de carbono traza claramente el plano medio, revelando por primera vez la formación de planetas para nuestros telescopios. En este caso, Las observaciones de los astrónomos se basaron en el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array, una instalación de astronomía internacional con sede en Chile que mide las longitudes de onda de radio emitidas por moléculas en estos discos distantes.

Basado en la distribución de este monóxido de carbono, los astrónomos pudieron calcular cuánta masa está disponible en el plano medio de formación de planetas. Usando una forma rara diferente de monóxido de carbono, los investigadores también midieron la temperatura de la región basándose en el brillo de la molécula.

"Si desea comprender la formación de nuestro sistema solar y por qué hay tantos sistemas de exoplanetas diferentes, necesitamos entender el plano medio, "Dijo Zhang." Ese es el plano donde tienes la mayor parte de la masa concentrada, ahí es donde ocurre la magia ".

Otro hallazgo clave del artículo es la primera medición directa de lo que se llama línea de nieve de monóxido de carbono. Esta línea de nieve es el radio en el que el monóxido de carbono se congela en el plano medio. Más allá de este radio, el calor de la estrella ya no puede retener el monóxido de carbono como vapor en el plano medio y el monóxido de carbono se congela como hielo sobre la superficie de los granos de polvo.

Ser capaz de observar directamente la línea de nieve del plano medio también es importante para comprender las condiciones bajo las cuales se forman los planetas. Dice Zhang. El monóxido de carbono puede tener un papel similar al del agua en la formación de nuestro propio sistema solar.

"Agua, una vez que se condensa, agrega mucha masa sólida a la construcción de un núcleo planetario, "Dijo Zhang." El agua hace que esos sólidos sean más pegajosos para que puedan crecer más rápido. Los astrónomos sospechan que la línea de nieve de monóxido de carbono tiene un impacto similar al de la línea de nieve en el agua ".

Los investigadores esperan utilizar sus observaciones de la línea de nieve de este disco para probar teorías sobre cómo las líneas de nieve facilitan la formación de planetas en otros discos.

"Con las capacidades del Atacama Array y esta nueva técnica, Los astrónomos pueden finalmente rastrear la formación de planetas en acción, ", Dijo Bergin." Esta es información crítica necesaria para confirmar las teorías del nacimiento planetario, y nuestra contabilidad masiva sugiere que la formación de planetas ha comenzado y este disco está en camino de formar nuevos planetas ".