Sorprendente: astrónomos confirman la existencia de dos protoplanetas más grandes que Júpiter

^{Impresión artística del sistema PDS 70. Los dos planetas se ven despejando una brecha en el disco protoplanetario del que nacieron. Los planetas se calientan al obtener material que se acumulan activamente y se iluminan en rojo. Tenga en cuenta que los planetas y la estrella no están a escala y serían mucho más pequeños en tamaño en comparación con sus separaciones relativas. / Observatorio WM Keck / Adam Makarenko}

Con ayuda del Observatorio Keck (Hawái), un equipo de astrónomos confirmó la existencia de dos protoplanetas emergentes, más grandes que Júpiter, en la joven estrella PDS 70. Las nuevas imágenes directas de este sistema fueron obtenidas con un novedoso método de observación. Los detalles se publicaron en The Astronomical Journal.

Protoplanetas

Según los actuales modelos de formación planetaria, se cree que los planetas se forman gracias a dos mecanismos principales: la acumulación prolongada de materia en una especie de núcleo o la formación de inestabilidades gravitacionales; ambos en el disco protoplanetario.

En 2018, los astrónomos obtuvieron la primera imagen directa de un protoplaneta con un disco cercano en el sistema de la joven estrella PDS 70, la cual se encuentra a 370 años luz del Sol en la constelación Centaurus. Esta estrella, además, está rodeada por un disco protoplanetario con un radio promedio de aproximadamente 140 unidades astronómicas.

^{El disco protoplanetario de PDS 70 con el nuevo planeta PDS 70b (derecha) / Wikimedia Commons}

En 2019, se descubrió un segundo protoplaneta, también con un disco cercano, en el mismo sistema y creciendo debido a la acumulación. Sin embargo, a pesar del hecho de que varios observatorios observaron a PDS 70, no había suficientes datos para compilar una imagen completa de los procesos en el sistema.

^{PDS 70c y PDS 70b en el disco circunestelar de PDS 70. / WIkimedia Commons}

"Hubo cierta confusión cuando los dos protoplanetas fueron fotografiados por primera vez", dijo Jason Wang de Caltech y autor principal del estudio. “Los embriones planetarios se forman a partir de un disco de polvo y gas que rodea a una estrella recién nacida. Este material circunestelar se acumula en el protoplaneta, creando una especie de cortina de humo que dificulta la diferenciación del disco polvoriento y gaseoso del planeta en desarrollo en una imagen ".

Hasta ahora

En ese sentido, el equipo de investigadores desarrolló un nuevo método para desenmarañar la luz proveniente del disco circunestelar y los protoplanetas.

Gracias a ello, se publicaron observaciones de PDS 70 utilizando el instrumento NIRC2 (cámara de infrarrojo cercano 2). El aparato estaba equipado con un cronógrafo y el sistema AO que consiste de un nuevo sensor de frente de onda piramidal infrarroja. Todo esto fue montado en uno de los telescopios de 10 metros de Keck equipados con óptica adaptativa. 

^{Protoplanetas en el sistema PDS 70 obtenidas con el telescopio Keck. / Jason J. Wang et al.}

"La nueva tecnología de detector infrarrojo utilizada en nuestro sensor de frente de onda piramidal ha mejorado dramáticamente nuestra capacidad de estudiar exoplanetas, especialmente aquellos alrededor de estrellas de baja masa donde la formación de planetas está ocurriendo activamente", dijo Sylvain Cetre, ingeniera de software en el Observatorio Keck. "También nos permitirá mejorar la calidad de nuestra corrección de AO para objetivos de imagen más difíciles como el centro de nuestra galaxia".

"La nueva tecnología es un multiplicador de la ciencia", dice Peter Kurczynski, director del programa de la National Science Foundation , que contribuyó con fondos para este proyecto. "Permite investigaciones que nunca antes fueron posibles".

Algunos parámetros

Como resultado, los científicos no solo pudieron obtener nuevas imágenes directas de ambos protoplanetas, confirmado así su existencia, sino que pudieron determinar algunos parámetros y sus órbitas aproximadas.

La longitud aproximada del eje semi-mayor de la órbita PDS 70b (el primer protoplaneta descubierto) fue de 20 unidades astronómicas, mientras que la de  PDS 70c (el segundo protoplaneta) fue de 34 unidades astronómicas.

Los cálculos dan el valor actual masas de PDS 70b entre 2 y 4 masas de Júpiter y la tasa promedio de acumulación de materia en él 3–8)×10^-7  masas de Júpiter por año. Para PDS 70c, el valor de masa es de 1 a 3 masas de Júpiter, y la tasa promedio de acreción de materia es 1–5)×10^–7 masas de Júpiter por año. 

^{Las órbitas posibles de PDS 70b (azul) y PDS 70c (rojo) y datos de observación (puntos negros). / Jason J. Wang et al.}

Valores similares indican que el proceso de acumulación de materia en protoplanetas comenzó hace relativamente poco. Otras observaciones del sistema deberían proporcionar estimaciones aún más precisas de las propiedades de los protoplanetas, así como permitirles comprender su interacción con el material del disco circunestelar.

Adrian Díaz

Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma. 
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