En una serie de estudios, un equipo de astrónomos ha arrojado nueva luz sobre el fascinante y complejo proceso de formación de planetas. Las impresionantes imágenes, capturadas con el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO) en Chile, representan uno de los estudios más grandes jamás realizados sobre discos de formación de planetas. La investigación reúne observaciones de más de 80 estrellas jóvenes que podrían tener planetas formándose a su alrededor, proporcionando a los astrónomos una gran cantidad de datos y conocimientos únicos sobre cómo surgen los planetas en diferentes regiones de nuestra galaxia.
"Esto es realmente un cambio en nuestro campo de estudio", afirma Christian Ginski, profesor de la Universidad de Galway, Irlanda, y autor principal de uno de los tres nuevos artículos publicados en Astronomy &Astrophysics. . "Hemos pasado del intenso estudio de sistemas estelares individuales a esta enorme visión general de regiones enteras de formación estelar."
Hasta la fecha, se han descubierto más de 5.000 planetas orbitando estrellas distintas al Sol, a menudo dentro de sistemas marcadamente diferentes de nuestro propio sistema solar. Para comprender dónde y cómo surge esta diversidad, los astrónomos deben observar los discos ricos en polvo y gas que envuelven a las estrellas jóvenes, las cunas mismas de la formación de planetas. Se encuentran mejor en enormes nubes de gas donde se están formando las propias estrellas.
Al igual que los sistemas planetarios maduros, las nuevas imágenes muestran la extraordinaria diversidad de los discos de formación de planetas. "Algunos de estos discos muestran enormes brazos espirales, presumiblemente impulsados por el intrincado ballet de los planetas en órbita", dice Ginski.
"Otros muestran anillos y grandes cavidades excavadas por planetas en formación, mientras que otros parecen lisos y casi inactivos en medio de todo este bullicio de actividad", añade Antonio Garufi, astrónomo del Observatorio Astrofísico de Arcetri, del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF), y autor principal de uno de los artículos.
El equipo estudió un total de 86 estrellas en tres regiones diferentes de formación estelar de nuestra galaxia:Tauro y Camaleón I, ambos a unos 600 años luz de la Tierra, y Orión, una nube rica en gas a unos 1.600 años luz de nosotros. conocido por ser el lugar de nacimiento de varias estrellas más masivas que el sol. Las observaciones fueron recopiladas por un gran equipo internacional, que incluía científicos de más de 10 países.
El equipo pudo obtener varios conocimientos clave del conjunto de datos. Por ejemplo, en Orión descubrieron que las estrellas en grupos de dos o más tenían menos probabilidades de tener grandes discos de formación de planetas. Este es un resultado significativo, dado que, a diferencia de nuestro Sol, la mayoría de las estrellas de nuestra galaxia tienen compañeras. Además, la apariencia desigual de los discos en esta región sugiere la posibilidad de que haya planetas masivos incrustados dentro de ellos, lo que podría estar causando que los discos se deformen y desalineen.
Si bien los discos de formación de planetas pueden extenderse a distancias cientos de veces mayores que la distancia entre la Tierra y el Sol, su ubicación a varios cientos de años luz de nosotros los hace aparecer como pequeños pinchazos en el cielo nocturno. Para observar los discos, el equipo empleó el sofisticado instrumento de investigación de exoplanetas espectropolarimétrico de alto contraste (SPHERE) montado en el VLT de ESO. El sistema de óptica adaptativa extrema de última generación de SPHERE corrige los efectos turbulentos de la atmósfera de la Tierra, produciendo imágenes nítidas de los discos. Esto significó que el equipo pudo obtener imágenes de discos alrededor de estrellas con masas tan bajas como la mitad de la masa del Sol, que normalmente son demasiado débiles para la mayoría de los otros instrumentos disponibles en la actualidad.
Se obtuvieron datos adicionales para el estudio utilizando el instrumento X-shooter del VLT, que permitió a los astrónomos determinar qué tan jóvenes y masivas son las estrellas. Por otro lado, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), del que ESO es socio, ayudó al equipo a comprender mejor la cantidad de polvo que rodea algunas de las estrellas.
A medida que avanza la tecnología, el equipo espera profundizar aún más en el corazón de los sistemas de formación de planetas. El gran espejo de 39 metros del próximo Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, por ejemplo, permitirá al equipo estudiar las regiones más internas alrededor de estrellas jóvenes, donde podrían estar formándose planetas rocosos como el nuestro.
Por ahora, estas espectaculares imágenes proporcionan a los investigadores un tesoro oculto de datos para ayudar a desentrañar los misterios de la formación de planetas.
"Es casi poético que los procesos que marcan el inicio del viaje hacia la formación de planetas y, en última instancia, de vida en nuestro propio sistema solar sean tan hermosos", concluye Per-Gunnar Valegård, estudiante de doctorado de la Universidad de Amsterdam, Países Bajos. quien dirigió el estudio de Orión. Valegård, que también es profesor a tiempo parcial en la Escuela Internacional Hilversum de los Países Bajos, espera que las imágenes inspiren a sus alumnos a convertirse en científicos en el futuro.
Esta investigación se presentó en tres artículos que aparecerán en Astronomy &Astrophysics. . Los datos presentados se recopilaron como parte del programa de tiempo garantizado del consorcio SPHERE, así como del programa grande de ESO DESTINYS (Estudio de la evolución del disco mediante imágenes de estrellas jóvenes cercanas).
Más información: C. Ginski et al, La vista ESFERA de la región de formación estelar Chamaeleon I. El censo completo de discos formadores de planetas con los programas GTO y DESTINYS, Astronomía y Astrofísica (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202244005
A. Garufi et al, La vista ESFERA de la región de formación estelar de Tauro. El censo completo de discos formadores de planetas con los programas GTO y DESTINYS, Astronomía y Astrofísica (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202347586
P.-G. Valegard et al, Estudio de la evolución del disco mediante imágenes de estrellas jóvenes cercanas (DESTINYS):La vista ESFERA de la región de formación estelar de Orión, Astronomía y astrofísica (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202347452
Información de la revista: Astronomía y Astrofísica
Proporcionado por ESO
