Un gran orbe rojo rodeado de polvo brillante naranja y amarillo.(Crédito de la imagen: Robert Lea (creado con Canva))
Los astrónomos han tomado imágenes sin precedentes de planetas bebé en un sistema estelar lejano. Los planetas todavía están rodeados de anillos de gas y polvo de los que parecen estar formándose lunas.Los dos planetas bebés fotografiados, o «protoplanetas», orbitan alrededor de la estrella PDS 70, situada a 370 años luz en la constelación de Centauro. PDS 70 es poco más que un bebé en términos estelares, con apenas 5 millones de años. Si esto le parece antiguo, piense que nuestro sistema solar «de mediana edad» tiene unos 4.600 millones de años.
Los científicos que están detrás de esta investigación creen que, hace miles de millones de años, el sistema solar se habría parecido a una versión en miniatura del sistema PDS 70.
Los astrónomos de la Universidad de Arizona tomaron imágenes de los planetas extrasolares, o «exoplanetas», utilizando el sofisticado instrumento Magellan Adaptive Optics Xtreme (MagAO-X) acoplado al telescopio Magellan de 6,5 metros del Observatorio Las Campanas en Chile.
El equipo también observó, por primera vez, cambios en el brillo de los protoplanetas, lo que indica que están experimentando un proceso de crecimiento turbulento.
«Podemos ver, por primera vez, anillos de polvo que rodean protoplanetas y que se hacen visibles por la brillante luz estelar que se refleja en ellos», afirma en un comunicado Jialin Li, miembro del equipo y estudiante de doctorado en astronomía de la Universidad de Arizona.
Los protoplanetas son extremadamente raros, siendo estos dos, designados PDS 70 b y PDS 70 c, los únicos confirmados en un catálogo de exoplanetas que contiene más de 5.000 mundos más allá del sistema solar.
Las imágenes más nítidas de protoplanetas poco comunes como éstos y del polvo que los rodea podrían ser vitales para comprender cómo crecen los planetas y cómo desarrollan lunas, o «exoplanetas», cuando se encuentran más allá del sistema solar.
Examinando los hábitos alimenticios de los bebés planetas
PDS 70 b y PDS 70 c son ya varias veces más masivos que Júpiter, pero su corta edad de 5 millones de años indica que aún están creciendo recogiendo materia de la nube de gas y polvo, o «disco protoplanetario», que rodea a su estrella progenitora. «Los planetas masivos múltiples actúan en cierto modo como escobas o aspiradoras», afirma en un comunicado Laird Close, jefe del equipo y profesor de astronomía en el Observatorio Steward. «Básicamente, dispersan el polvo y despejan el gran hueco que observamos en este gran disco de gas y polvo que rodea a la estrella».
Impresión artística del sistema PDS 70 con protoplanetas rodeados de anillos de polvo iluminados por la luz estelar. Los propios planetas (no a escala) tienen finos anillos de plasma calentado a unos 14.000 grados Fahrenheit, que brillan en la línea de emisión roja de la luz H-alfa. (Crédito de la imagen: Emmeline Close y Laird Close)A medida que la materia compuesta principalmente de hidrógeno «cae» sobre los protoplanetas, estos mundos incipientes brillan en la denominada longitud de onda de luz H-alfa. Esta luz se debe al «calentamiento por choque» del gas al chocar contra la superficie del protoplaneta.
«Apuntar a esa longitud de onda especial de luz permite a MagAO-X limitar eficazmente el ruido y distinguir entre protoplanetas y sus características circundantes o artefactos de imagen», dijo Close.
En el transcurso de tres años, el equipo observó que PDS 70 b se desvanecía hasta una quinta parte de su brillo original, mientras que su protoplaneta hermano, PDS 70 c, duplicaba su brillo. Esto indicó a los investigadores un cambio en la cantidad de materia que cae en estos protoplanetas.
«Esencialmente, uno de los planetas se puso bruscamente a dieta mientras el otro se daba un festín de hidrógeno», dijo Close.
Por ahora, el equipo no está seguro de qué cambió los hábitos alimenticios de estos exoplanetas infantiles.
El disco protoplanetario alrededor de la estrella infantil PDS 70 visto por ALMA. (Crédito de la imagen: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al.)La observación de estos protoplanetas es un logro notable para MagAO-X, que es un sistema de óptica adaptativa. Esto significa que corrige las turbulencias de la atmósfera y elimina el «centelleo» de las estrellas. Esto permite a MagAO-X obtener imágenes que rivalizan con las producidas por un telescopio espacial óptico.
«El espejo cambia de forma a una velocidad comparable a la de ajustar la graduación de unas gafas 2.000 veces por segundo. Como nuestra tecnología elimina las perturbaciones de la atmósfera, es un poco como coger un espejo de telescopio de 6-1/2 metros y ponerlo en el espacio exterior pulsando el botón de un ratón de ordenador», explicó Close. «Este nivel de resolución reveló características alrededor de estos planetas con un detalle increíble. «Para que se hagan una idea de la resolución, imagínense que yo estoy en Phoenix y ustedes en Tucson. Con MagAO-X, serías capaz de ver si estoy sosteniendo una moneda de cuarto de dólar o dos desde 125 millas de distancia.»
Close y sus colegas utilizarán ahora MagAO-X para buscar más protoplanetas alrededor de otras estrellas jóvenes.
«Aunque descubrir estos protoplanetas está justo en el límite de lo técnicamente posible hoy en día, a medida que la tecnología mejore deberíamos descubrir más sistemas de este tipo en un futuro próximo», concluyó.La investigación del equipo se publicó en The Astronomical Journal.
