Detectados signos del nacimiento de un exoplaneta

Por primera vez se detecta con un detalle sin precedentes la formación de un exoplaneta alrededor de otra estrella, la imagen se ha obtenido desde el Very Large Telescope (VLT) de ESO, y es realmente impresionante por el nivel de detalles.

La estrella se llama AB Aurigae, y está a unos 530 años luz de distancia en la constelación de Auriga. La estrella es muy joven, probablemente de unos 6 millones de años, y todavía está rodeada por una gran cantidad de gas y polvo con lo que está formando sus planetas. Esta imagen obtenida con el instrumento SPHERE muestra a la estrella AB Aurigae rodeada por un disco de gas y polvo con brazos espirales, un indicador de que al menos un planeta se está formando allí

 La imagen se obtuvo con el instrumento SPHERE en luz polarizada .Créditos: ESO / Boccaletti et al.

El planeta que se está formando es probablemente unas 4 a 13 veces la masa de Júpiter, por lo que se está formando bastante grande. El nuevo exoplaneta se encuentra aproximadamente a la misma distancia de la estrella AB Aurigae que Neptuno del Sol. En la siguiente imagen podemos ver la zona del formación del planeta:

Zona donde se está formando el planeta. Créditos: ESO

Los planetas se forman alrededor del gas y polvo que hay en las estrellas que están naciendo, es lo que se denomina una nube molecular, el proceso es un poco complicado, por ejemplo en el caso de nuestro Sistema Solar ocurrió de la siguiente forma:

Las inestabilidades gravitacionales provocaron el colapso de la nube molecular y comenzó la formación del Sistema Solar actual. La mayor parte del momento angular estaba en la zona periférica al centro de la nube lo que evitó el colapso sobre el protosol que estaba en su centro, en los alrededores del Sol la materia giraría más deprisa que al principio del colapso. La zona central tenía una enorme temperatura, mucha densidad y además se producían procesos muy intensos como, turbulencias o colisiones. Estos procesos tan intensos provocaron que los elementos pesados estuvieran más presentes en el centro de la nube y los elementos más ligeros más alejados del centro. Por tanto en la zona cercana al protosol se formarían los planetas rocosos. A partir de unos 20 UA la presencia de elementos ligeros sería más abundante lo que permitiría la formación de los planetas gaseosos y helados.

Captura

 El proceso de formación de los planetas se debió a procesos de acreción de material, lo que se denomina acrecimiento. Debido a la inestabilidad gravitacional de la nube se formarían aglomeraciones de materia de forma aleatoria y asimétrica, esto instaría a colapsos de trozos de la nube. Los trozos más grandes tendrían la masa suficiente para empezar a retener material, este material serían pequeños granos de polvo o hielo que colisionando a baja gravedad irían formando trozos más grandes, y formando finalmente planetesimales. Los trozos más pequeños que los planetesimales no ejercen suficiente atracción gravitatoria como para agregar otras partículas se agregarían entonces a partir de fuerzas intermoleculares del tipo Van der Valls.

Además se produce lo que se denomina un movimiento browniano, este movimiento browniano es un movimiento aleatorio que se produce cuando las pequeñas superficies son bombardeadas por partículas del fluido sometidas a una alta agitación térmica.

Las perturbaciones entre los protoplanetas y Júpiter, dieron lugar a colisiones y a la excitación dinámica de poblaciones de pequeños cuerpos que aún no habían sido acretados por los protoplanetas. Esta excitación provocó que los asteroides localizados cerca de Júpiter sufrieran un aumento de sus velocidades orbitales relativas, llevando a la fragmentación de los mismos cuando se producía una colisión y evitando la aglomeración en objetos de mayor tamaño. Así se formó el actual Cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter.

Podemos hacer un zoom impresionante hasta esta nueva zona de formación de planetas;

Este vídeo comienza mostrando una vista del cielo en la constelación de Auriga. Luego se acerca para mostrar la estrella AB Auriga.

Otros ejemplo de estrellas con cinturones de gas y polvo:

A) La siguiente curiosa imagen de color naranja que podéis ver a continuación es en realidad una imagen de alta resolución de la instantánea de una estrella recién nacida envuelta en una enorme cantidad de polvo, se trata de la estrella HH 212 capturada por el observatorio ALMA. A tan sólo 1.300 años luz en la nebulosa de Orión, la estrella es muy joven. El promedio de vida de una estrella de baja masa es de aproximadamente 100 mil millones de años, y esta estrella tiene tan sólo 40.000 años con lo que es una estrella bebé en términos estelares.

En los núcleos de las vastas nubes moleculares en las regiones de formación de estrellas, como es la zona de las zonas de Orión, hay una gran lucha; la gravedad contra la presión del gas y el polvo. Si gana la gravedad, fuerza al gas y al polvo a comprimirse en un núcleo denso que alcanza elevadas temperaturas formando una protoestrella. Todo el gas y el polvo restante formaría un disco en rotación alrededor de la nueva estrella, que en muchos sistemas estelares formaría planetas, asteroides y cometas, como ocurrió en el caso de nuestro sistema solar que hemos narrado anteriormente.
Una mirada más cercana a HH 212 revela grandes rayas frías y oscuras de paso de polvo a través del disco, en medio de dos regiones más brillantes calentadas por la protoestrella.
Estos jóvenes protodiscos son difíciles de observar debido a su tamaño relativamente pequeño, pero ahora la gran resolución espacial de ALMA (Atacama Large Millimeter / submilimétrico) permite comprender los intrincados detalles de la formación de estrellas y planetas. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/ Lee et al.

B) La siguiente imagen del observatorio ALMA (Atacama Large Millimeter / submilimétrico) muestra a la estrellas V1247 Orionis, una estrella caliente y joven rodeada por un anillo muy dinámico de gas y polvo, llamado disco circumestelar.

orionisCréditos: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Kraus (Universidad de Exeter, Reino Unido)

El disco que vemos en la imagen se divide en dos partes: un anillo central de materia claramente definido y una estructura más ténue y más distante hacia el exterior del disco.

Se cree que la región entre el anillo y la zona de banda oscura, se ha formado por un joven planeta que ha cavado su camino a través del disco. Mientras que un planeta orbita alrededor de su estrella, su movimiento crea zonas de alta presión a cada lado de su paso, algo así como un barco que crea ondas de choque mientras avanza a través del agua. Estas áreas de alta presión puede llegar a ser barreras protectoras alrededor de los sitios de formación planetaria; las partículas de polvo se encuentran atrapadas dentro de ellas durante millones de años, dando tiempo y espacio para reunirse y crecer, creando así planetesimales y más tarde planetas.

Esta imagen revela no sólo la forma de media luna del polvo atrapado en el borde exterior de la banda oscura, sino también regiones del exceso de polvo en el interior del anillo. Estos estudios pueden dar solución a un problema importante en las teorías de formación de los planetas, que establece que las partículas deben viajar (en Inglés “drift”) hacia la estrella central antes de tener tiempo para crecer hasta el tamaño de  planetesimales (el llamado problema radial “drift”). Que quede el polvo atrapado en los discos puede ser la solución al problema.

Para saber más:

https://www.eso.org/public/news/eso2008/

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