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(Noticias de Nanowerk) Los astrónomos están de acuerdo en que los planetas nacen en discos protoplanetarios, anillos de polvo y gas que rodean a estrellas jóvenes y recién nacidas. Aunque se han visto cientos de estos discos en todo el Universo, las observaciones del nacimiento y la formación reales de los planetas en estos entornos han resultado difíciles.
Ahora astrónomos en el Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian han desarrollado una nueva forma de detectar estos escurridizos planetas recién nacidos y, con ello, «evidencia humeante» de un pequeño planeta similar a Neptuno o Saturno al acecho en un disco.
Los resultados se describen en Las letras de la revista astrofísica («Detección ALMA de inclusiones de polvo alrededor de los puntos de Lagrange en el disco LkCa 15»).
«La detección directa de planetas jóvenes es muy desafiante y hasta ahora solo ha tenido éxito en uno o dos casos», dice Feng Long, investigador postdoctoral en el Centro de Astrofísica que dirigió el nuevo estudio. «Los planetas siempre son demasiado débiles para que los veamos porque están incrustados en gruesas capas de gas y polvo».
En cambio, los científicos deben buscar pistas para concluir que un planeta está evolucionando debajo del polvo.
«En los últimos años, han aparecido muchas estructuras en los discos que creemos que son causadas por la presencia de un planeta, pero también podría ser otra cosa», dice Long. “Necesitamos nuevas técnicas para ver y sustentar que existe un planeta”.
Para su estudio, Long decidió volver a examinar un disco protoplanetario llamado LkCa 15. Ubicado a 518 años luz de distancia, el disco está en la constelación de Tauro en el cielo. Los científicos reportaron previamente evidencia de formación de planetas en el disco a partir de observaciones realizadas con el observatorio ALMA.
Long se sumergió en los nuevos datos de ALMA de alta resolución sobre LkCa 15, recopilados principalmente en 2019, y descubrió dos características débiles que no se habían detectado anteriormente.
A unas 42 unidades astronómicas de la estrella, o 42 veces la distancia de la Tierra al Sol, Long vio un anillo polvoriento con dos cúmulos separados y brillantes de material orbitando dentro de él. El material tomó la forma de un pequeño bulto y un arco más grande y se separó 120 grados.
Long examinó el escenario utilizando modelos informáticos para determinar qué causó la acumulación de material y descubrió que su tamaño y ubicación coincidían con el modelo de la existencia de un planeta.
«Este arco y grupo están separados por unos 120 grados», dice ella. «Este nivel de separación no solo sucede, es matemáticamente importante».
Puntos largos a posiciones en el espacio conocidas como puntos de Lagrange, donde dos cuerpos en movimiento, como una estrella y un planeta en órbita, crean a su alrededor regiones mejoradas de atracción donde la materia se puede acumular.
«Vemos que este material no solo flota libremente, sino que también es estable y tiene preferencia por donde quiere estar debido a la física y los objetos involucrados», explica Long.
En este caso, el arco y la masa de material que detectó Long se ubican en los puntos de Lagrange L4 y L5. Oculto a 60 grados en el medio hay un pequeño planeta que causa la acumulación de polvo en los puntos L4 y L5.
Los resultados muestran que el planeta tiene aproximadamente el tamaño de Neptuno o Saturno y tiene entre uno y tres millones de años. (Eso es relativamente joven cuando se trata de planetas).
Es posible que no sea posible obtener imágenes directas del pequeño planeta recién nacido en un futuro previsible debido a las limitaciones tecnológicas, pero Long cree que más observaciones de LkCa 15 con ALMA pueden proporcionar evidencia adicional para su descubrimiento planetario.
También espera que su nuevo enfoque para descubrir planetas, utilizando material que se acumula preferentemente en los puntos de Lagrange, sea utilizado por los astrónomos en el futuro.
«Espero que este método se utilice ampliamente en el futuro», dice. «La única advertencia es que esto requiere datos muy profundos ya que la señal es débil».
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