El reto de encontrar un planeta recién formado

La detección de exoplanetas recién formados se ha convertido en un nuevo reto. Esto es así desde que somos capaces de ver con claridad los discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes. A este reto se ha sumado un equipo de científicos liderado por Miriam Keppler del Instituto Max Planck de Astronomía (Alemania). Keppler y su equipo han captado una interesante imagen de la formación de un planeta alrededor de la joven estrella enana naranja PDS 70.

La imagen ha sido posible gracias al instrumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) instalado el el VLT (Very Large Telescope). Las grandes capacidades tecnológicas de este instrumento permiten estudiar exoplanetas y discos alrededor de estrellas cercanas utilizando la técnica de imagen de alto contraste. Con este hallazgo se ha conseguido la primera detección en firme de un exoplaneta recién formado.

Reto conseguido

Como pueden ver, el planeta se muestra como un punto brillante a la derecha del círculo oscuro que domina el centro de la imagen. Esa zona negra central no indica que la estrella sea oscura sino que se debe al uso de un coronógrafo. Se trata de una máscara que bloquea la luz de la estrella central. Sin este sistema la luz de la estrella enmascaría todo su entorno. En otras palabras: sin el coronógrafo el planeta no hubiese podido ser detectado.

Imagen captada por el instrumento SPHERE del exoplaneta recién formado llamado PDS 70b. Créditos: ESO/A. Müller et al. (ampliar).

Los sondeos que encontraron a PDS 70b

El planeta, siguiendo la nomenclatura oficial, se ha llamado PDS 70b. Se aprecia claramente en la imagen cómo ha ido creando unos lóbulos vacíos en el material del disco protoplanetario (Keppler, 2018). Las imágenes de PDS 70 y de su jovencísimo planeta han sido producto del desarrollo de los sondeos SHINE (SpHere INfrared survey for Exoplanets) y DISK (sphere survey for circumstellar DISK).

El sondeo SHINE

SHINE pretende obtener imágenes en el infrarrojo cercano de 600 estrellas jóvenes aprovechando el alto contraste y la alta resolución angular de SPHERE y así detectar y caracterizar nuevos exoplanetas y sistemas planetarios.

El sondeo DISK

Por otro lado, DISK explora tanto sistemas planetarios jóvenes ya conocidos como sus discos circunestelares para analizar las condiciones iniciales de la formación planetaria y su evolución.

Como Urano

Según los análisis realizados, PDS 70b está situado a unos 3.000 millones de kilómetros de su estrella madre. Esto es equivalente a la distancia entre Urano y el Sol. Se trataría de un exoplaneta gigante gaseoso con una masa de varias veces la de Júpiter. Otro dato que han podido averiguar es su temperatura superficial. Está estimada en unos 1000° C. Para que se hagan una idea, Venus, el más caliente en superficie de nuestro sistema solar tiene una temperatura ligeramente inferior a 500º C.

“Estos discos alrededor de estrellas jóvenes son los lugares en los que nacen los planetas, pero hasta ahora sólo un puñado de observaciones han detectado indicios de planetas bebé en ellos. El problema es que, hasta ahora, la mayoría de estos candidatos a planeta podrían ser solo fenómenos en el disco”, explica Keppler.

Región del cielo alrededor de la estrella enana naranja PDS 70, mostrada en el centro de la imagen. La estrella azul brillante a la derecha es χ Centauri. Créditos: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin (ampliar).

Una segunda investigación

Tal ha sido el impacto de este descubrimiento que ha desencadenado una segunda investigación (Müller, 2018). En los últimos meses, un segundo equipo que implica a muchos de los astrónomos del primer equipo -incluyendo a Keppler-, ha seguido analizando las observaciones iniciales. Gracias a ellas han logrado obtener un espectro del planeta llegando a la conclusión de que su atmósfera está turbia.

“Los resultados de Keppler ofrecen una nueva perspectiva sobre las primeras etapas de evolución planetaria, que son complejas y que no comprendemos del todo. Necesitábamos observar un planeta en el disco de una estrella joven para comprender realmente los procesos de formación planetaria”, comenta André Müller, líder del segundo equipo que investiga al joven planeta. Estos nuevos datos obtenidos aportarán nuevos datos para depurar los modelos teóricos sobre formación planetaria.

Referencias

• eso1821 (2018). «First Confirmed Image of Newborn Planet Caught with ESO’s VLT». ESO Science Release (Ver).
• eso1821es (2018). «El VLT de ESO capta la primera imagen confirmada de un planeta recién nacido». ESO Science Release (Ver).
• Keppler, M. et al (2018). “Discovery of a planetary-mass companion within the gap of the transition disk around PDS 70”. Astronomy & Astrophysics (PDF).
• Müller, A. et al (2018). “Orbital and atmospheric characterization of the planet within the gap of the PDS 70 transition disk”. Astronomy & Astrophysics (PDF).