Un planeta formándose muy lejos de su estrella desafía lo que sabemos de formación planetaria


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Los científicos que usan el Telescopio Espacial Hubble han descubierto evidencias de que un planeta se está formando a 7.5 billones de kilómetros de distancia de su estrella en un gran disco protoplanetario de gas y polvo, un hallazgo que podría desafiar las teorías actuales sobre la formación de planetas.

De los casi 900 planetas fuera de nuestro sistema solar que han sido confirmados hasta la fecha, este es el primero que se encuentra a una gran distancia de su estrella. El supuesto planeta está en órbita alrededor de la enana roja diminuta TW Hydrae, un objetivo habitual en astronomía popular situado a 176 años luz de distancia de la Tierra en la constelación de Hydra.

La aguda visión del Hubble detectó un vacío misterioso en un gran disco protoplanetario de gas y polvo que gira alrededor de TW Hydrae. La brecha tiene 1.9 billones de kilómetros de ancho y el disco unos 4.1 billones. La presencia de la brecha probablemente era causada por un planeta que crecía en su interior, a pesar de no verse, está gravitacionalmente barriendo  material y labrando un camino en el disco.

Se estima que es relativamente pequeño, de 6 a 28 veces más masivo que la Tierra. Su amplia órbita significa que se mueve lentamente alrededor de su estrella anfitriona. Si el supuesto planeta estuviera orbitando en nuestro sistema solar, estaría aproximadamente al doble de la distancia de Plutón respecto al sol.

Los planetas se forman durante decenas de millones de años. La acumulación es lenta, pero persistente, a medida que un planeta en ciernes recoge polvo, rocas, y gas del disco protoplanetario. Un planeta a 7.5 billones de kilómetros de su estrella debería tardar más de 200 veces más en formarse que Júpiter lo hizo, debido a que su velocidad orbital es mucho más lenta y a la carencia de material en el disco. Júpiter está a 500 millones de kilómetros del Sol y se formó en unos 10 millones de años.

TW Hydrae tiene sólo 8 millones de años, por lo que, a priori, es una estrella poco probable para albergar un planeta, de acuerdo con esta teoría. No ha habido tiempo suficiente para que un planeta pueda crecer a través de la lenta acumulación de residuos más pequeños. Para complicar más la historia TW Hydrae tiene sólo el 55 por ciento de la masa de nuestro sol.

“Es muy interesante ver que un sistema como este”, dijo John Debes, del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. Debes dirige el equipo de investigación que identificó la brecha. “Esta es la estrella de menor masa en la que hemos observado una brecha tan lejos.”

Una teoría de formación de planetas alternativa sugiere que un trozo del disco se convierte en gravitacionalmente inestable y colapsa sobre sí mismo. En este escenario, el planeta podría formarse con mayor rapidez, en tan sólo unos pocos miles de años.

“Si realmente podemos confirmar que hay un planeta allí, podemos conectar sus características a las mediciones de las propiedades de la brecha”, dijo Debes. “Eso podría añadir a las teorías de formación del planeta sugerencias de cómo puede formarse un planeta tan lejos.”

El disco de TW Hydrae también carece de grandes granos de polvo en las regiones exteriores. Observaciones del Atacama Large Millimeter Array en Chile muestran que granos de polvo de más del tamaño de un grano de arena no están presentes más allá de 5,5 billones de kilómetros de la estrella, apenas por debajo de la brecha.

“Por lo general, es necesaria la existencia de guijarros antes de tener un planeta. Por lo tanto, que hubiera un planeta y no hubiera polvo más grande que un grano de arena, sería un gran desafío a los modelos tradicionales de formación de planetas “, dijo Debes.

El equipo utilizó el Multi-Objeto de Cámara de Infrarrojo Cercano y Espectrómetro de Hubble (NICMOS) para observar la estrella en luz del infrarrojo cercano. Luego, los investigadores compararon las imágenes del Hubble con datos de archivo y observaciones ópticas y espectroscópicas del Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial Hubble (ITS). Debes dirigió a los investigadores para estudiar la brecha en todos las longitudes de onda, lo que indicaba que era una característica estructural y no una ilusión causada por los instrumentos o por luz dispersa.

El artículo completo aparece en Astrophysical Journal

Enlace original: Hubble reveals evidence of a planet forming 7.5 billion miles from its star

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