Impresión artística del sistema PDS 70. Se ve a los dos planetas despejando un espacio en el disco protoplanetario del que nacieron. Los planetas se calientan al caer material que están acumulando activamente y que brillan en rojo. Tenga en cuenta que los planetas y la estrella no están a escala y serían de tamaño mucho más pequeño en comparación con sus separaciones relativas. Crédito:Observatorio W. M. Keck / Adam Makarenko
Nuevas pruebas muestran que las primeras imágenes que capturan el nacimiento de un par de planetas que orbitan alrededor de la estrella PDS 70 son de hecho auténticas.
Usando un nuevo sensor de frente de onda piramidal infrarrojo para la corrección de óptica adaptativa (AO) en el Observatorio W. M. Keck en Maunakea en Hawai, un equipo de astrónomos dirigido por Caltech aplicó un nuevo método para tomar fotos familiares de los planetas bebés, o protoplanetas, y confirmó su existencia.
Los resultados del equipo se publican en la edición de hoy de El diario astronómico .
PDS 70 es el primer sistema multiplanetario conocido donde los astrónomos pueden presenciar la formación de planetas en acción. La primera imagen directa de uno de sus planetas, PDS 70b, fue tomada en 2018 seguida de múltiples imágenes tomadas en diferentes longitudes de onda de su hermano, PDS 70c, en 2019. Ambos protoplanetas similares a Júpiter fueron descubiertos por el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral.
"Hubo cierta confusión cuando se obtuvieron las imágenes de los dos protoplanetas por primera vez, "dijo Jason Wang, a Miembro de la Fundación Heising-Simons 51 Pegasi b de Caltech y autor principal del estudio. "Los embriones planetarios se forman a partir de un disco de polvo y gas que rodea a una estrella recién nacida. Este material circunestelar se acumula en el protoplaneta, creando una especie de cortina de humo que dificulta la diferenciación del polvo, disco gaseoso del planeta en desarrollo en una imagen ".
Para ayudar a proporcionar claridad, Wang y su equipo desarrollaron un método para desenredar las señales de imagen del disco circunestelar y los protoplanetas.
Una imagen directa de los protoplanetas by PDS 70 by el planeta c (marcados con flechas blancas) con el disco circunestelar eliminado. La imagen fue capturada utilizando el sistema de óptica adaptativa recientemente actualizado del Observatorio W. M. Keck. Crédito:J. WANG, CALTECH
"Sabemos que la forma del disco debería ser un anillo simétrico alrededor de la estrella, mientras que un planeta debería ser un solo punto en la imagen, ", dijo Wang." Entonces, incluso si un planeta parece asentarse en la parte superior del disco, que es el caso de PDS 70c, basándonos en nuestro conocimiento de cómo se ve el disco en toda la imagen, podemos inferir qué tan brillante debería ser el disco en la ubicación del protoplaneta y eliminar la señal del disco. Todo lo que queda es la emisión del planeta ".
El equipo tomó imágenes de PDS 70 con la cámara de infrarrojo cercano (NIRC2) en el telescopio Keck II, marcando la primera ciencia para un coronógrafo de vórtice instalado en NIRC2 como parte de una actualización reciente, combinado con el sistema AO actualizado del Observatorio que consiste en un nuevo sensor de frente de onda piramidal infrarrojo y una computadora de control en tiempo real.
"La nueva tecnología de detección de infrarrojos utilizada en nuestro sensor de frente de onda piramidal ha mejorado drásticamente nuestra capacidad para estudiar exoplanetas, especialmente aquellos alrededor de estrellas de baja masa donde la formación de planetas está ocurriendo activamente, "dijo Sylvain Cetre, ingeniero de software en el Observatorio Keck y uno de los principales desarrolladores de la actualización de AO. "También nos permitirá mejorar la calidad de nuestra corrección de AO para objetivos más difíciles de captar imágenes como el centro de nuestra galaxia".
Este proyecto se benefició del innovador sensor de infrarrojos que mide las distorsiones en la luz causadas por la atmósfera terrestre.
"La nueva tecnología es un multiplicador de la ciencia, "dice Peter Kurczynski, Director de programa de la National Science Foundation, que contribuyó a la financiación de este proyecto. "Permite investigaciones que nunca antes fueron posibles".
AO es una técnica utilizada para eliminar el desenfoque atmosférico que distorsiona las imágenes astronómicas. Con el nuevo sensor de frente de onda piramidal de infrarrojos y el controlador en tiempo real instalados, El sistema AO del Observatorio Keck es capaz de ofrecer resultados más nítidos, imágenes más detalladas.
"Las imágenes de PDS 70 que capturó el equipo de Jason estuvieron entre las primeras pruebas de la calidad científica producidas por el sensor de frente de onda piramidal de Keck, "dijo la científica de AO Charlotte Bond, quien jugó un papel clave en el diseño e instalación de la tecnología. "Es emocionante ver la precisión con la que el nuevo sistema AO corrige la turbulencia atmosférica de objetos polvorientos como las estrellas jóvenes donde se espera que residan los protoplanetas". permitiendo lo más claro, vista más nítida de las versiones para bebés de nuestro sistema solar ".
