Tres equipos de astrónomos han hecho uso de SPHERE, un avanzado
instrumento para la detección de exoplanetas instalado en el VLT (Very
Large Telescope), en el Observatorio Paranal de ESO, en Chile, con el
fin de arrojar luz sobre la enigmática evolución de incipientes sistemas
planetarios. El auge en el número de exoplanetas conocidos en los
últimos años ha convertido su estudio en uno de los campos más dinámicos
de la astronomía moderna.
Estos tres discos planetarios se han
observado con el instrumento SPHERE, instalado en el VLT (Very Large
Telescope) de ESO. Las observaciones se realizaron con el fin de arrojar
luz sobre la enigmática evolución de sistemas planetarios incipientes.
(Foto: ESO)
Hoy se sabe que los planetas se forman a partir de grandes discos de
gas y polvo que rodean a las estrellas recién nacidas, conocidos como
discos protoplanetarios. Pueden tener tamaños de cientos de millones de
kilómetros. Con el tiempo, las partículas de estos discos
protoplanetarios chocan, se combinan y, finalmente, acaban formando
cuerpos de tamaño planetario. Sin embargo, los detalles más finos de la
evolución de estos discos de formación planetaria siguen siendo un
misterio.
SPHERE es un instrumento recientemente añadido al conjunto de
instrumentos del VLT. Su combinación de nuevas tecnologías proporciona
un potente método para obtener imágenes directas de detalles de los
discos protoplanetarios. La interacción entre los discos
protoplanetarios y los planetas en formación puede dar diversas formas a
los discos: grandes anillos, brazos espirales o huecos con sombras. Son
de especial interés porque aún es necesario encontrar una relación
inequívoca entre estas estructuras y los planetas que les dan forma, un
misterio que los astrónomos están dispuestos a resolver.
Afortunadamente, las capacidades especializadas de SPHERE permiten que
los equipos de investigación observen directamente las llamativas
características de los discos protoplanetarios.
Por ejemplo, RXJ1615 es una joven estrella que se encuentra en la
constelación de Escorpio, a 600 años luz de la Tierra. Un equipo
dirigido por Jos de Boer, del Observatorio de Leiden (Países Bajos),
encontró un complejo sistema de anillos concéntricos rodeando a la joven
estrella, una forma que se asemeja a una versión titánica de los
anillos que rodean a Saturno. Anteriormente se habían obtenido muy pocas
imágenes de este tipo anillos esculpidos en un disco protoplanetario,
con una forma tan intrincada, y aún más emocionante, todo el sistema
parece tener solo 1,8 millones de años. El disco muestra indicios de
haber adquirido esta forma debido a planetas en pleno proceso de
formación.
La edad del nuevo disco protoplanetario detectado hace de RXJ1615 un
sistema excepcional, ya que la mayoría de los ejemplos de discos
protoplanetarios detectados hasta ahora son relativamente viejos o
evolucionados. El inesperado resultado de De Boer se amplió rápidamente
gracias a los resultados de un equipo dirigido por Christian Ginski,
también del Observatorio de Leiden. Observaron la joven estrella
HD97048, situado en la constelación del Camaleón, a unos 500 años luz de
la Tierra. A través de un minucioso análisis, encontraron que el joven
disco que hay alrededor de esta estrella se ha formado también en
anillos concéntricos. La simetría de estos dos sistemas es un resultado
sorprendente, dado que la mayoría de los sistemas protoplanetarios
contiene una multitud de brazos espirales asimétricos, vacíos y
vórtices. Estos descubrimientos aumentan significativamente el número de
sistemas conocidos con múltiples anillos altamente simétricos.
Un equipo de astrónomos, dirigido por Tomas Stolker, del Instituto de
Astronomía Anton Pannekoek (Países Bajos), captó un ejemplo
particularmente espectacular del disco asimétrico más común. Este disco
rodea a la estrella HD135344B, situada a unos 450 años luz de distancia.
Aunque esta estrella ha sido bien estudiada con anterioridad, SPHERE ha
permitido ver el disco protoplanetario con un nivel de detalle nunca
alcanzado antes. Se cree que la gran cavidad central y las dos
prominentes estructuras en forma de brazo espiral fueron creadas por uno
o varios protoplanetas masivos, destinados a convertirse en mundos
similares a Júpiter.
Además se observaron cuatro rayas oscuras, al parecer las sombras
lanzadas por el movimiento del material dentro del disco de HD135344B.
Una de las cosas a destacar es que una de las vetas cambió notablemente
en los meses que pasaron entre los periodos de observación: un raro
ejemplo de evolución planetaria en tiempo real, indicando cambios que
ocurren en las regiones internas del disco y que no pueden detectarse
directamente con SPHERE. Además de dar lugar a bellas imágenes, estas
sombras parpadeantes proporcionan una manera única de sondear la
dinámica de las regiones del interior del disco.
Al igual que los anillos concéntricos descubiertos por De Boer y
Ginski, estas observaciones del equipo de Stolker demuestran que aún es
posible hacer descubrimientos sorprendentes en el entorno complejo y
cambiante de los discos alrededor de estrellas jóvenes. Elaborando un
impresionante cuerpo de conocimiento sobre estos discos
protoplanetarios, estos equipos están acercándose a las respuestas que
nos ayudarán a entender cómo los planetas dan forma a los discos de los
que nacen y, por tanto, entender cómo es la propia formación planetaria.
ESO
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