El JWST está flexionando sus músculos con su modo de interferometría. Los investigadores lo utilizaron para estudiar un conocido sistema extrasolar llamado PDS 70. ¿El objetivo? Para probar el modo de interferometría y ver cómo funciona al observar un objetivo complejo.
El modo utiliza el NIRISS (Cerca de infrarrojos y espectrógrafo sin ranura) del telescopio como interferómetro. Se llama interferometría de enmascaramiento de apertura (AMI) y permite que el JWST alcance su nivel más alto de resolución espacial.
Un equipo de astrónomos utilizó el AMI del JWST para observar el sistema PDS 70. PDS 70 es una joven estrella T-Tauri de unos 5,4 millones de años. A esa temprana edad, su disco protoplanetario todavía lo rodea. PDS 70 es un sistema bien estudiado que ha llamado la atención de los astrónomos. Es único porque sus dos planetas, PDS 70 b y c, lo convierten en el único sistema de disco protoplanetario multiplanetario que conocemos.
Los investigadores querían determinar con qué facilidad el AMI encontraría los dos planetas conocidos de PDS 70 y qué más podría observar en el sistema.
Su artículo de investigación se titula "El interferómetro James Webb:Detecciones interferométricas espaciales de PDS 70 byc a 4,8 µm". Está disponible en el servidor de preimpresión arXiv y aún no ha sido revisado por pares. La autora principal es Dori Blakely del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Victoria, BC, Canadá.
PDS 70 es conocido por su par de planetas. PDS 70 b tiene aproximadamente 3,2 masas de Júpiter y sigue un período orbital de 123 años. PDS 70 c tiene aproximadamente 7,5 masas de Júpiter y sigue una órbita de 191 años. Una de las cosas más desconcertantes del sistema es que el PDS 70 b parece tener su propio disco de acreción. El sistema también muestra evidencia intrigante de un tercer cuerpo, tal vez otra estrella.
La interferometría del JWST detectó fácilmente ambos planetas. De hecho, las observaciones encontraron evidencia de emisiones de discos circumplanetarios alrededor de PDS 70 b y c. "Nuestra fotometría tanto de PDS 70 b como de c proporciona pruebas de la emisión del disco circumplanetario", escriben los investigadores.
Eso significa que podemos ver la estrella y su disco protoplanetario, donde se forman los planetas, y los discos circumplanetarios individuales alrededor de cada planeta. Esos discos son donde se forman las lunas, y verlas en un sistema a 366 años luz de distancia es muy impresionante.
Las observaciones AMI del JWST también encontraron una tercera fuente puntual. Su luz es diferente a la luz del par de planetas y más similar a la luz de la estrella. Si es otro planeta, su composición es diferente a los demás. Si no es otro planeta, eso no significa que necesariamente tenga que ser otra estrella. El JWST podría estar viendo luz estelar dispersa de otra estructura gaseosa y polvorienta o de una masa en el disco.
"Esto indica que lo que observamos no se debe a una estructura simple del disco interno, y puede insinuar una morfología compleja del disco interno, como una espiral o características grumosas", explican los investigadores.
La tercera fuente inexplicable podría ser algo más exótico. Investigaciones anteriores también identificaron la fuente y sugirieron que podría ser una corriente de acreción que fluye entre PDS 70 b y c. "Interpretamos su señal en las inmediaciones del planeta c como un rastro de la corriente de acreción que alimenta su disco circumplanetario", escribieron los autores de la investigación anterior.
O, quizás lo más emocionante, la fuente podría ser otro planeta. "Otro escenario es que la señal que observamos se deba a otro planeta en el interior de la órbita de PDS 70 b", explican los autores. "Serán necesarias observaciones de seguimiento para determinar la naturaleza de esta emisión", escriben los autores.
Parte del éxito de las observaciones proviene de lo que no detectó. Los discos protoplanetarios son polvorientos y difíciles de examinar. El JWST tiene una ventaja porque puede ver la luz infrarroja. Cuando se utiliza en modo de interferometría, es una herramienta poderosa. Sin embargo, el hecho de que no haya podido detectar ningún otro planeta es un progreso. "Además, imponemos limitaciones más profundas a otros planetas", en una parte del disco. Estas limitaciones ayudarán a futuros investigadores a examinar el sistema PDS 70 y otros sistemas extrasolares.
Los resultados también muestran otro de los puntos fuertes del AMI:su capacidad para ver partes del espacio de parámetros que otros telescopios no pueden. "Además, nuestros resultados muestran que NIRISS/AMI puede medir de forma fiable la astrometría relativa y los contrastes de planetas jóvenes en una parte del espacio de parámetros (pequeñas separaciones y contrastes de moderados a altos) que es exclusivo de este modo de observación e inaccesible a todas las demás instalaciones actuales. a 4,8 µm", explican los autores.
El JWST ya ha establecido su lugar en la historia de la astronomía. Ha cumplido su promesa y ya ha contribuido significativamente a nuestra comprensión del cosmos. Las observaciones del telescopio con su modo de interferometría de enmascaramiento de apertura consolidarán aún más su lugar en la historia.
"Aquí, utilizando la potencia del interferómetro James Webb, detectamos PDS 70, su disco exterior y sus dos protoplanetas b y c. Estos son los primeros planetas detectados con interferometría espacial", escriben los autores.
Más información: Dori Blakely et al, The James Webb Interferometer:Detecciones interferométricas espaciales de PDS 70 byc a 4,8 μm, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2404.13032
Información de la revista: arXiv
Proporcionado por Universe Today
