ALMA confirma predicciones sobre la interacción entre discos protoplanetarios y planetas
OBSERVATORIO ALMA/DICYT Nuevas observaciones con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) del disco que rodea a una joven estrella menos masiva que el Sol, confirman teorías sobre la interacción entre discos y planetas recién formados. Un equipo de astrónomos liderados por Héctor Cánovas de la Universidad de Valparaíso y del núcleo Milenio de Discos Protoplanetarios (MAD) observaron el anillo de polvo posiblemente esculpido por planetas en formación alrededor de la estrella Sz 91, a unos 650 años luz de la Tierra.
Los resultados obtenidos muestran el primer disco en torno a una estrella menor que la nuestra –tiene solo la mitad de la masa de nuestro Sol– que presenta de forma simultánea una migración de granos de polvo desde las zonas externas y signos evidentes de la interacción entre jóvenes planetas con el disco en la zona interior.
Los planetas nacen en discos de polvo y gas que rodean a las estrellas jóvenes y que los nutren de material, dejando la “huella” de esa interacción en la estructura del disco. Los modelos teóricos que estudian esta interacción predicen que los planetas gigantes “excavan” el disco protoplanetario, creando un “agujero” en la parte interna del disco, y evitando que las partículas de polvo de tamaño milimétrico (como granos de arena de playa) prosigan su camino hacia la estrella central. Al mismo tiempo, las partículas de polvo en las partes más externas del disco (las más alejadas de la estrella) se mueven hacia la estrella por la acción conjunta de la gravedad y fuerzas aerodinámicas (arrastre del gas).
La combinación de todos estos efectos debería crear una acumulación de polvo en el borde exterior del agujero. Como consecuencia de esto, un estrecho anillo podría ser visto en la emisión de aquellos discos que albergan planetas gigantes recién formados en su interior. Esto es precisamente lo que observa ALMA.
“La imagen proporcionada por ALMA muestra nítidamente un anillo de polvo alrededor de la joven estrella. Y se trata de un anillo sorprendentemente grande ya que posee más del triple de tamaño que la órbita de Neptuno (110 UA aprox. de radio)” explica Héctor Cánovas.
La imagen de ALMA muestra solo el anillo, ya que el radiotelescopio detecta las frías partículas de polvo que lo componen, y no a los planetas y la estrella pues están compuestos principalmente por gas caliente.
“De acuerdo con el paradigma actual de interacciones planeta-disco, solo planetas gigantes orbitando las partes internas del disco pueden explicar la presencia de un anillo de radio tan grande”, señala Antonio Hales, astrónomo de ALMA y miembro del equipo de investigación.
La acumulación de granos de polvo en una estructura anular estrecha, como es el caso de Sz 91, podría favorecer la formación de más planetas, pues la alta densidad de partículas de polvo en el anillo proporcionaría las condiciones ideales para que las partículas de polvo se aglutinen y crezcan en tamaño hasta formar pequeños núcleos planetarios.
“Los resultados de esta investigación demuestran que Sz 91 es un disco protoplanetario de suma importancia para el estudio de la formación planetaria, las interacciones entre disco-planeta, y la evolución de estos discos en torno a estrellas de baja masa, ya que Sz 91 muestra evidencias de todos estos procesos simultáneamente”, concluye Matthias Schreiber, coautor del estudio.