Nota de prensa

NUEVA VENTANA HACIA LA FORMACIÓN DE PLANETAS

8 de Septiembre de 2008

Astrónomos fueron capaces de estudiar con un destalle sin precedentes los discos de formación planetaria alrededor de estrellas jóvenes similares a nuestro Sol, usando el Very Large Telescope de ESO en cerro Paranal (Chile). Esta investigación, que sugiere la presencia de planetas gigantes, fue posible gracias a la combinación de un ingenioso método de observación y las capacidades únicas del VLT.

Los planetas podrían albergar otras formas de vida, por lo que el estudio de exoplanetas tiene una gran importancia en la astronomía contemporánea. Se conocen más de 300 planetas orbitando estrellas distintas a nuestro Sol, y estos nuevos mundos muestran una increíble diversidad. Pero los astrónomos no sólo observan sistemas donde ya se formaron planetas, también pueden obtener importantes conocimientos estudiando los discos alrededor de estrellas jóvenes donde los planetas pueden estar actualmente en formación. “Esto es como regresar 4,6 mil millones de años en el tiempo para observar cómo se formaron los planetas de nuestro Sistema Solar“, dice Klaus Pontoppidan de Caltech, a cargo de la investigación.

Pontoppidan y sus colegas analizaron tres estrellas similaes a nuestro Sol, cada una rodeada de un disco de gas y polvo donde se podrían estar formando planetas. Estos tres discos poseen sólo unos millones de años de edad y se sabe que tienen franjas vacías o brechas, que corresponden a zonas donde el polvo se ha despejado posiblemente debido a la presencia de planetas jóvenes.

Los nuevos resultados no sólo confirman que el gas está presente en estas brechas en el polvo, sino que además los astrónomos pudieron medir cómo se distribuye el gas en el disco y cúal es su orientación. En las zonas donde el polvo parece haberse despejado aún existe abundante gas molecular. Esto puede significar que el polvo se concentró para formar embriones planetarios, o que un planeta ya se formó y está en vías de despejar el gas en el disco.

En el caso de una de las estrellas, la SR 21, la explicación más probable es la presencia de un planeta masivo y gigante orbitando a menos de 3,5 veces la distancia entre la Tierra y el Sol; y en el caso de la segunda estrella, la HD 135344B, un posible planeta podría estar orbitando a 10 ó 20 veces la distancia entre la Tierra y Sol. Las observaciones de la tercera estrella, la TW Hydrae, implicarían la presencia de uno o dos planetas.

“Las observaciones que realizamos con el instrumento CRIRES del Very Large Telescope revelan claramente que los discos que rodean a estas tres estrellas jóvenes similares al Sol son todos muy distintos y probablemente derivarán en sistemas planetarios bastante diferentes“, concluye Pontoppidan. “A la naturaleza, por cierto, no le gusta repetirse a sí misma“. [1]

“Este tipo de observaciones complementan el futuro trabajo del observatorio ALMA, el que estará captando imágenes de estos discos con gran detalle y en una escala mayor“, agrega Ewine van Dishoeck, del Observatorio Leiden, quien trabaja con Pontoppidan.

Estudiar las brechas en los discos de polvo que son del tamaño del Sisteama Solar, alrededor de estrellas que se ubican a más de 400 años luz de distancia, es un desafío de enormes proporciones que requiere de soluciones ingeniosas y los mejores instrumentos posibles. [2]

“La obtención tradicional de imágenes no puede aspirar a ver detalles a escala de distancias planetarias para objetos ubicados tan lejos“, explica van Dishoeck. “La interferometría lo hace mejor, pero no nos permite seguir el movimiento del gas“.

Lo que hizo este grupo de astrónomos fue usar una técnica conocida como “imagen espectro-astrométrica“ para abrir una ventana hacia las zonas internas de los discos donde los planetas similares a la Tierra se podrían estar formando. Los astrónomos fueron capaces no solo de medir distancias tan pequeñas como una décima parte de la distancia entre la Tierra y el Sol, sino que pudieron medir al mismo tiempo la velocidad del gas [3].

“La particular configuración del instrumento y el uso de la óptica adaptativa permiten a los astrónomos llevar a cabo observaciones con esta técnica de una forma muy fácil de usar: como consecuencia, la obtención de imágenes espectro-astrométricas con CRICRES puede ahora hacerse de manera rutinaria“, indica Alain Smette, astrónomo ESO y experto en el instrumento CRIRES.

Los resultados de este estuidio serán publicados en la revista Astrophysical Journal, del 10 de Septiembre de 2008: “Spectro-Astrometric Imaging of Molecular Gas Within Protoplanetary Disk Gaps“, Pontoppidan, K. M. et. al. 2008. Los miembros del equipo son Klaus M. Pontoppidan, Geoffrey A. Blake, and Michael J. Ireland (California Institute of Technology, Pasadena, USA), Ewine F. van Dishoeck (Leiden Observatory, The Netherlands, y Max-Planck-Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Germany - MPE), Alain Smette (ESO, Chile), y Joanna Brown (MPE).

Notas

[1] Los discos poseen un diámetro de alrededor de cien Unidades Astronómicas (la distancia media entre la Tierra y el Sol, es decir, 149,6 millones de kilómetros), pero las estrellas están a más de 200 años luz de distancia (un año luz equivale a 200.000 UA). Resolver estructuras en escalas de 1 AU en estos sistemas corresponde a leer la patente de un automóvil a una distancia de 2.000 km, algo así como la distancia entre Estocolmo y Lisboa.

[2] CRIRES, el espectrógrafo de infrarojo cercano del Very Large Telescope de ESO, posee óptica adaptativa que corrige el efecto borroso de la atmósfera y permite tener un campo angosto con una alta dispersión espectral: el ancho del campo es de 0.2 arcosegundo y la resolución espectral es de 100.000. Usando la espectro-astrometría, se consigue una resolución espacial máxima de más de 1 mili-arcosegundo.

[3] El centro de la técnica de imágenes en espectro-astrometría se basa en la habilidad de CRIRES de ser posicionado con gran precisión en el cielo, mientras retiene la habilidad de dispresar la luz formando un espectro, lo que permite detectar diferencias de longitud de onda de 1 parte en 100.000. Más aún, los astrónomos toman una línea de emisión precisa –una huella digital clara de una molécula en el gas- y usan la infomación de varios cortes para ubicar las fuentes de determinadas líneas de emisión, y de allí llegan a mapear la distribución del gas con mucho mayor precisión que la que puede ofrecer una imagen directa.

Contactos

Klaus Pontoppidan
California Institute of Technology
Pasadena, USA
Teléfono: +1 626 395 4900
Móvil: +1 626 679 5793
Correo electrónico: pontoppi@gps.caltech.edu

Ewine van Dishoeck
Leiden University
Leiden, Netherlands
Teléfono: +31 71 527 58 14
Correo electrónico: ewine@strw.leidenuniv.nl

José Miguel Mas Hesse (Contacto para medios de comunicación en España)
Red de Difusión Científica de ESO y Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Teléfono: +34 918131196
Correo electrónico: eson-spain@eso.org

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso0827.