Concepto artístico del planeta similar a Júpiter que orbita una estrella. Crédito de la imagen: NASA Haga Click para agrandar
Utilizando el telescopio espacial Spitzer de la NASA, un equipo de astrónomos dirigido por la Universidad de Rochester ha detectado lagunas en los discos polvorientos alrededor de dos estrellas muy jóvenes, lo que sugiere que se han formado planetas gigantes gaseosos allí. Hace un año, estos mismos investigadores encontraron evidencia del primer "planeta bebé" alrededor de una estrella joven, desafiando los modelos de formación de planetas gigantes de la mayoría de los astrofísicos.
Los nuevos hallazgos en la edición del 10 de septiembre de Astrophysical Journal Letters no solo refuerzan la idea de que planetas gigantes como Júpiter se forman mucho más rápido de lo que los científicos tradicionalmente esperaban, sino que una de las estrellas envueltas en gas, llamada GM Aurigae, es análoga a la nuestra. sistema solar. Con solo un millón de años de edad, la estrella ofrece una ventana única sobre cómo pudo haber nacido nuestro mundo.
"GM Aurigae es esencialmente una versión mucho más joven de nuestro Sol, y la brecha en su disco es aproximadamente del mismo tamaño que el espacio ocupado por nuestros propios planetas gigantes", dice Dan Watson, profesor de física y astronomía en la Universidad de Rochester y Líder del equipo de investigación Spitzer IRS Disks. "Mirarlo es como mirar fotos de bebé de nuestro Sol y nuestro sistema solar exterior", dice.
"Los resultados plantean un desafío a las teorías existentes sobre la formación de planetas gigantes, especialmente aquellos en los que los planetas se acumulan gradualmente durante millones de años", dice Nuria Calvet, profesora de astronomía en la Universidad de Michigan y autora principal del artículo. "Estudios como este finalmente nos ayudarán a comprender mejor cómo se forman nuestros planetas exteriores, así como otros en el universo".
Los nuevos "planetas bebés" viven dentro de los claros que han explorado en los discos alrededor de las estrellas DM Tauri y GM Aurigae, a 420 años luz de distancia en la constelación de Tauro. Desde hace varios años se sospecha que estos discos tienen agujeros centrales que podrían deberse a la formación de planetas. Sin embargo, los nuevos espectros no dejan lugar a dudas: las brechas están tan vacías y afiladas que la formación planetaria es, con mucho, la explicación más razonable de su apariencia.
Los nuevos planetas aún no se pueden ver directamente, pero el instrumento del Espectrógrafo Infrarrojo (IRS) de Spitzer mostró claramente que faltaba un área de polvo que rodeaba ciertas estrellas, lo que sugiere fuertemente la presencia de un planeta alrededor de cada uno. El polvo en un disco protoplanetario está más caliente en el centro cerca de la estrella, por lo que irradia la mayor parte de su luz a longitudes de onda más cortas que los alcances exteriores más fríos del disco. El equipo de Discos del IRS descubrió que había un abrupto déficit de luz que irradiaba en todas las longitudes de onda infrarrojas cortas, lo que sugiere que la parte central del disco estaba ausente. Estas estrellas son muy jóvenes según los estándares estelares, tienen alrededor de un millón de años y aún están rodeadas por sus discos de gas embrionario. La única explicación viable para la ausencia de gas que podría ocurrir durante la corta vida útil de la estrella es que un planeta, muy probablemente un gigante gaseoso como nuestro Júpiter, está orbitando la estrella y "barriendo" gravitacionalmente el gas dentro de esa distancia de la estrella. estrella.
Al igual que con los hallazgos del planeta joven del año pasado, estas observaciones representan un desafío para todas las teorías existentes sobre la formación de planetas gigantes, especialmente las de los modelos de "acumulación de núcleos" en los que dichos planetas se construyen mediante la acumulación de cuerpos más pequeños, que requieren mucho más tiempo para construir un planeta gigante que la edad de estos sistemas.
El equipo de IRS Disks descubrió algo más curioso sobre GM Aurigae. En lugar de una simple limpieza central del disco de polvo, como en los otros casos estudiados, GM Aurigae tiene un espacio libre en su disco que separa un disco externo denso y polvoriento de uno interno tenue. Esto podría ser una etapa intermedia ya que el nuevo planeta limpia el polvo que lo rodea y conduce a una limpieza central completa como los otros discos del "planeta bebé", o podría ser el resultado de la formación de múltiples planetas en poco tiempo y barriendo El polvo de una manera más compleja.
El GM Aurigae tiene 1.05 veces la masa de nuestro Sol, un gemelo cercano, por lo que se convertirá en una estrella muy similar al Sol. Si se superpusiera a nuestro propio Sistema Solar, la brecha descubierta se extendería aproximadamente desde la órbita de Júpiter (460 millones de millas) hasta la órbita de Urano (1.7 mil millones de millas). Este es el mismo rango en el que aparecen los planetas gigantes gaseosos en nuestro propio sistema. Los pequeños planetas no gigantes gaseosos, mundos rocosos como la Tierra, no barrerían tanto material, por lo que no serían detectables por la ausencia de polvo.
El Telescopio Espacial Spitzer se puso en órbita el 25 de agosto de 2003. El equipo de investigación de Discos del IRS está dirigido por miembros que construyeron el Espectrógrafo Infrarrojo de Spitzer e incluye astrónomos en la Universidad de Rochester, la Universidad de Cornell, la Universidad de Michigan, el National Autonomous National. Universidad de México, la Universidad de Virginia, Ithaca College, la Universidad de Arizona y UCLA. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, administra la misión del Telescopio Espacial Spitzer para la Dirección de Misión Científica de la NASA, en Washington. Las operaciones científicas se llevan a cabo en el Centro de Ciencias Spitzer en el Instituto de Tecnología de California, también en Pasadena.
