Un telescopio de ESO ve señales del nacimiento de un planeta.

Esta imagen muestra el disco que hay alrededor de la joven estrella AB Aurigae, en el que el Very Large Telescope (VLT) de ESO ha detectado signos del nacimiento de un planeta. Cerca del centro de la imagen, en la región interior del disco, vemos el «giro» (en amarillo muy brillante) que los científicos creen que marca el lugar donde se está formando un planeta. Este giro se encuentra aproximadamente a la misma distancia de la estrella AB Aurigae que Neptuno del Sol. La imagen fue obtenida con luz polarizada con el instrumento SPHERE, instalado en el VLT. Ver video.
Crédito: ESO/Boccaletti et al.

Observaciones realizadas con el Very Large Telescope (VLT), del Observatorio Europeo Austral, han captado las reveladoras señales del nacimiento de un sistema estelar. Alrededor de la joven estrella AB Aurigae hay un denso disco de polvo y gas en el que los astrónomos han detectado una estructura espiral prominente con un «giro» que marca el sitio donde se puede estar formando un planeta. La característica observada podría ser la primera evidencia directa de un planeta recién nacido.

Este mapa muestra la ubicación del sistema AB Aurigae. Se muestran, además, la mayor parte de las estrellas visibles a ojo, bajo buenas condiciones, y el sistema en sí está marcado con un círculo rojo.
Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope.

Hasta ahora se han identificado miles de exoplanetas, pero poco se sabe sobre cómo se forman”, afirma Anthony Boccaletti, que ha dirigido este estudio desde el Observatorio de París, Universidad PSL (Francia). Los astrónomos saben que los planetas nacen en discos polvorientos que rodean a las estrellas jóvenes, como AB Aurigae, a medida que el polvo y el gas frío se amontonan. Las nuevas observaciones realizadas con el VLT de ESO, publicadas en la revista Astronomy & Astrophysics, proporcionan pistas cruciales para ayudar a los científicos a entender mejor este proceso.

Necesitamos observar sistemas muy jóvenes para poder captar el momento en que se forman los planetas”, dice Boccaletti. Pero, hasta ahora, los astrónomos habían sido incapaces de obtener imágenes lo suficientemente nítidas y profundas de estos discos jóvenes para encontrar el punto exacto que marca el lugar donde puede estar naciendo un planeta.

Las nuevas imágenes presentan una impresionante espiral de polvo y gas alrededor de AB Aurigae, situada a 520 años luz de la Tierra, en la constelación de Auriga (el cochero). Este tipo de espirales señalan la presencia de planetas recién nacidos, que ‘patean’ el gas, creando “perturbaciones en el disco en forma de onda, algo así como la estela de un barco en un lago”, explica Emmanuel Di Folco, del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos (LAB), en Francia, quien también participó en el estudio. A medida que el planeta gira alrededor de la estrella central, esta onda toma forma de brazo espiral. En la nueva imagen de AB Aurigae, la región amarilla espiral que vemos cerca del centro, intensamente brillante (que, con respecto a su estrella, se encuentra a la misma distancia que Neptuno del Sol), es uno de estos puntos de perturbación en el que el equipo cree que se está haciendo un planeta.

Imágenes del sistema AB Aurigae que muestran el disco a su alrededor. La imagen de la derecha, una versión ampliada de la parte central de la imagen de la izquierda, muestra la región interna del disco, incluyendo el «giro» (en amarillo muy brillante, rodeado de un círculo blanco) que los científicos creen que marca el lugar donde se está formando un planeta, (ver video). Este giro se encuentra aproximadamente a la misma distancia de la estrella AB Aurigae que Neptuno del Sol. El círculo azul representa el tamaño de la órbita de Neptuno. Las imágenes fueron obtenidas con luz polarizada con el instrumento SPHERE, instalado en el Very Large Telescope de ESO. Ver video.
Crédito: ESO/Boccaletti et al.

Las observaciones del sistema AB Aurigae realizadas hace unos años con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), del que ESO es socio, proporcionaron los primeros indicios de que se estaban formando planetas alrededor de la estrella. En las imágenes de ALMA, los científicos vieron dos brazos espirales de gas cerca de la estrella, que se encuentran dentro de la región interior del disco.

Las nuevas imágenes de AB Aurigae muestran claramente un espiral de gas dentro de un ancho surco en el polvo, y podrían revelar la presencia de al menos dos planetas en el sistema. Se necesita un planeta a 80 au (unidades astronómicas; 1 au = la distancia entre la Tierra y el Sol) desde la estrella para crear el disco de polvo que está bien definido. Otro planeta a 30 au máximo se requiere para producir los espirales. Más información.
Crédito: ALMA.

Luego, en 2019 y principios de 2020, Boccaletti y un equipo de astrónomos de Francia, Taiwán, Estados Unidos y Bélgica, se propusieron captar una imagen más clara dirigiendo hacia la estrella el instrumento SPHERE  del VLT de ESO, en Chile. Las imágenes SPHERE son las imágenes más profundas del sistema AB Aurigae obtenidas hasta la fecha.

Con el potente sistema de captación de imágenes de SPHERE, los astrónomos pudieron ver la luz más débil proveniente de los pequeños granos de polvo y las emisiones del disco interior. Confirmaron la presencia de los brazos espirales detectados por primera vez por ALMA y también vieron otra característica destacada: un “giro”, que indica la presencia de un planeta formándose en el disco. “Algunos modelos teóricos de formación planetaria plantean la presencia de ese giro”, afirma Anne Dutrey, también de LAB. “Se correspondería con la conexión de dos espirales — una girando hacia el interior de la órbita del planeta, la otra expandiéndose hacia afuera — que se unen en la ubicación del planeta. Las espirales hacen que el gas y el polvo del disco acreten hacia el planeta en formación y lo hagan crecer”.

ESO está construyendo el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de 39 metros, que se basará en el trabajo de vanguardia de ALMA y SPHERE para estudiar mundos extrasolares. Como explica Boccaletti, este potente telescopio permitirá a los astrónomos obtener vistas aún más detalladas de los planetas en ciernes. “Deberíamos ser capaces de ver de forma más directa y precisa cómo la dinámica del gas contribuye a la formación de planetas”, concluye.

Información adicional

Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico “Are we witnessing ongoing planet formation in AB Aurigae? A showcase of the SPHERE/ALMA synergy, publicado en la revista Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202038008).

Fuente : European Southern Observatory (ESO).

Material relacionado:

Otro trabajo donde también se lograron imágenes de dos protoplanetas en el disco protoplanetario de una estrella se publicó este 18 de Mayo:

UNA IMAGEN DIRECTA DE PROTOPLANETAS B Y C DE PDS 70 (SEÑALADOS CON FLECHAS BLANCAS) CON EL DISCO CIRCUNESTELAR RETIRADO. 
LA IMAGEN FUE CAPTURADA USANDO EL SISTEMA DE ÓPTICA ADAPTATIVA RECIENTEMENTE ACTUALIZADO DEL OBSERVATORIO WM KECK.
CRÉDITO DE IMAGEN: J. WANG, CALTECH.

Nueva evidencia muestra que las primeras imágenes que capturan el nacimiento de un par de planetas que orbitan alrededor de la estrella PDS 70 son de hecho auténticas.

Utilizando un nuevo sensor de frente de onda piramidal infrarroja para la corrección de la óptica adaptativa (AO) en el Observatorio WM Keck en Maunakea en Hawai, un equipo de astrónomos liderado por Caltech aplicó un nuevo método para tomar fotos familiares de los planetas bebés o protoplanetas, y confirmó su existencia:

Astronomers Confirm Existence Of Two Giant Newborn Planets In PDS 70 System. W. M. Keck Observatory, May 18, 2020.

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. 
Crédito: ESO.

El siguiente artículo presenta otros hallazgos de discos protoplanetarios por el instrumento SPHERE del VLT

Artículos y noticias de Discos Protoplanetarios publicados en revistas y sitios web populares :

Las Nubes de Orión, enormes cunas de nacimiento estelar:

En las Nubes Moleculares de Orión, se muestran las ubicaciones de múltiples protoestrellas, fotografiadas en el estudio VANDAM por el radiotelescopio ALMA (vistas en color azul) y el Very Large Array (naranja). La imagen de fondo es del telescopio William Herschel. 
Créditos Imagen: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), J. Tobin; NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello; 
Herschel / ESA
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Los radiotelescopios ALMA y VLA se adentran en las nubes de Orión, un vivero estelar que revela cómo las estrellas recién nacidas evolucionan y desarrollan discos protoplanetarios. Investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) participan en el trabajo, que constituye el mayor muestreo de este tipo realizado hasta la fecha:

Papers:
Libros:
Videos:

Curiosidades:

Discos Protoplanetarios en Estrellas Binarias.

A diferencia de nuestro solitario Sol, la mayor parte de las estrellas se forman en pares, dos estrellas que se encuentran en órbita una alrededor de la otra. Las estrellas binarias son muy comunes, pero plantean una serie de preguntas, incluyendo cómo y dónde se forman los planetas en estos entornos tan complejos.

Los siguientes dos artículos presentan dos casos notables de discos protoplanetarios entorno a estrellas binarias, descubiertos por ALMA.

a)_  ALMA nos ha dado la mejor imagen de un sistema de estrellas binarias con discos protoplanetarios en que los discos están desalineados mutuamente:

Impresión artística de los discos alrededor de las estrellas jóvenes HK Tauri A y B. Muestra a una asombrosa pareja de discos de gas con formación de planetas marcadamente desalineados y rodeando a las dos estrellas que forman el sistema binario HK Tauri. Estas nuevas observaciones  de ALMA proporcionan la imagen más clara obtenida hasta ahora de discos protoplanetarios en una estrella doble. El nuevo resultado también ayuda a explicar por qué tantos exoplanetas — a diferencia de los planetas del Sistema Solar — acaban teniendo órbitas extrañas, excéntricas o inclinadas.
Crédito: R. Hurt (NASA/JPL-Caltech/IPAC)
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El siguiente artículo lo presenta:

b)_ Utilizando ALMA, los astrónomos han detectado, por primera vez, una serpentina de polvo y gas que fluye desde un disco externo masivo hacia el interior de un sistema de estrellas binarias. Esta forma, nunca vista con anterioridad, puede ser la responsable de mantener a un segundo disco de formación planetaria, más pequeño que, de no estar en estas condiciones, habría desaparecido hace mucho tiempo. La mitad de las estrellas de tipo solar nacen en sistemas binarios, lo que significa que estos hallazgos tendrán consecuencias importantes para la búsqueda de exoplanetas.

Esta ilustración muestra polvo y gas alrededor del sistema estelar doble GG Tauri-A. Utilizando ALMA, los investigadores han detectado gas en la región entre los dos discos de este sistema binario. Esto puede permitir la formación de planetas en un entorno tan influenciado por la gravedad como es un sistema binario. La mitad de las estrellas de tipo solar nacen en sistemas binarios, lo que significa que estos hallazgos tendrá consecuencias importantes en la búsqueda de exoplanetas.
Crédito:ESO/L. Calçada

El siguiente artículo lo presenta:

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