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(noticias nanowerk) Un equipo de investigación internacional dirigido por el profesor asistente del proyecto Satoshi Ohashi del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) ha realizado observaciones de alta resolución y múltiples longitudes de onda de un disco protoplanetario alrededor de una protoestrella relativamente joven, DG Taurus (DG Tau). * estudia la estructura del disco y el tamaño y cantidad de polvo, el material de los planetas. El profesor asociado Okuzumi del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech) participó en esta investigación como miembro del equipo.
Esto permitió al equipo capturar las condiciones en vísperas de la formación del planeta, ya que el disco era liso y carecía de firma planetaria. También descubrieron que el polvo en la parte exterior del disco había aumentado significativamente y que la concentración de polvo en la parte interior del disco era mayor de lo normal. Con estos resultados se reveló el primer paso en el proceso de formación de planetas.
Esta investigación fue publicada en La revista astrofísica (“Acumulación de polvo y crecimiento de granos en un disco liso alrededor de la protoestrella DG-Tau revelado por observaciones de frecuencia de triple banda de ALMA”).
Resolver el misterio de cómo se formaron planetas como la Tierra es una cuestión importante para comprender el origen de la vida. Se cree que los planetas se forman cuando el polvo y el gas interestelar se acumulan en un disco protoplanetario alrededor de una protoestrella. Sin embargo, no está claro dónde, cuándo y cómo comienza la formación de planetas. Por otro lado, se sabe que cuando un planeta se forma en un disco, su gravedad crea un patrón en forma de anillo en el disco. De hecho, las observaciones de ALMA han descubierto estructuras de anillos de este tipo en muchos discos protoplanetarios, lo que sugiere la existencia de planetas.
Para estudiar el proceso de formación de planetas, es necesario observar detalladamente los discos en los que es seguro que aún no existen planetas. Sin embargo, debido a que es difícil encontrar discos de este tipo sin una firma planetaria y estudiarlos en detalle, todavía no tenemos una idea clara de cómo comienza la formación de planetas.
En este estudio, el grupo de investigación internacional, que incluía al profesor asociado Okuzumi de Tokyo Tech, se centró en una protoestrella relativamente joven, DG Taurus (DG Tau), y examinó en detalle el disco que rodea a la protoestrella utilizando ALMA. Observaron la distribución de la intensidad de las emisiones de radio emitidas por el polvo en el disco a una longitud de onda de 1,3 mm con una resolución espacial extremadamente alta de 0,04 segundos de arco y aclararon la estructura detallada del disco.
Los resultados muestran que el disco alrededor de DG Tau es liso y carece de los patrones anulares observados en los discos alrededor de protoestrellas más antiguas. Esto indica que no hay planetas en el disco de DG Tau y que la imagen puede haber capturado la víspera de la formación del planeta.
También observaron el disco en diferentes longitudes de onda (0,87 mm, 1,3 mm y 3,1 mm) y examinaron las ondas de radio y las intensidades de polarización. Dependiendo del tamaño y la densidad del polvo, cambia la relación entre las intensidades de las ondas de radio en diferentes longitudes de onda y la intensidad de polarización de las ondas de radio dispersadas por el polvo. Por lo tanto, la distribución de tamaño y densidad se puede estimar comparando los resultados de la observación con simulaciones con diferentes patrones de distribución de tamaño y densidad del polvo. Esto muestra hasta qué punto está creciendo el polvo interestelar, el material que forma los planetas.
Las simulaciones de mejor ajuste sugieren que el polvo en la parte exterior del disco es más grande (más de unas 40 unidades astronómicas; un poco más que la distancia entre el Sol y Neptuno en el Sistema Solar) que en la parte interior, lo que sugiere que el El proceso de formación de planetas está más avanzado. Las teorías de formación de planetas sugieren que la formación de planetas comienza en la parte interior del disco, pero los resultados de este estudio contradicen esta expectativa y sugieren que la formación de planetas puede comenzar en la parte exterior del disco.
Por otro lado, se descubrió que la proporción de polvo a gas en la región interior es aproximadamente diez veces mayor que en el espacio interestelar normal, aunque el tamaño del polvo es menor. Además, estas partículas de polvo se han asentado bien en el plano medio del disco, lo que sugiere que el disco está en proceso de acumular material para formar planetas. Es posible que esta acumulación de polvo desencadene la formación de planetas en el futuro.
Estas observaciones fueron posibles gracias a la extremadamente alta resolución espacial de ALMA de 0,04 segundos de arco, así como a la observación de las ondas de radio emitidas por el polvo, incluida la luz polarizada con tres longitudes de onda diferentes. Esta es la primera vez que se revela el tamaño y la densidad del polvo en un «disco liso» sin firma planetaria. Esto ha proporcionado nueva información sobre los sitios de formación de planetas que no podían predecirse mediante estudios teóricos u observaciones anteriores de discos con firmas de formación de planetas.
Satoshi Ohashi comenta sobre la importancia de esta investigación: «Hasta ahora, ALMA ha logrado capturar una amplia gama de estructuras de discos y revelar la existencia de planetas. ¿Cuál es el comienzo de la formación de planetas?» es importante observar un disco liso sin signos de formación de planetas. Creemos que este estudio es muy importante porque revela las condiciones iniciales para la formación de planetas”.
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