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Un exoplaneta del tamaño de Júpiter cayó si nació | saber

Los astrónomos dicen que vieron nacer un planeta de un disco de gas y polvo que orbitaba alrededor de una estrella joven. Tales afirmaciones se han hecho antes, pero el equipo llegó a una conclusión más controvertida: que el planeta está formado por gas que colapsa bajo su propia gravedad, un mecanismo conocido como inestabilidad gravitacional o de disco. Esto contrasta con la teoría ampliamente aceptada de la formación planetaria, en la que el polvo y la roca se pegan, creando lentamente un núcleo planetario con suficiente gravedad para sacar el gas del disco. De ser cierto, el sistema planetario sería la evidencia más fuerte hasta la fecha de inestabilidad del disco. «En este momento, este sistema es autosuficiente», dice el líder del equipo, Thane Currie, del Telescopio Subaru en Hawái.

Esta conclusión ya divide a los teóricos. “Este sistema definitivamente se ve así. [undergoing] «Inestabilidad del disco», dice Alan Buss de la Carnegie Institution for Science, un antiguo defensor de la teoría. Pero Anders Johansen, el teórico de la Universidad de Copenhague que ayudó a desarrollar la teoría competidora de la acumulación nucleolar, no está convencido. «Esto podría ser cualquiera de los dos mecanismos», dice.

Aunque se han descubierto más de 5000 exoplanetas, solo unas pocas docenas han sido fotografiadas directamente, y ninguno ha sido fotografiado al nacer. Curie y sus colegas estaban fascinados por la estrella vecina AB Aurigae porque era joven, entre 1 millón y 4 millones de años, y porque su disco contiene características espirales retorcidas que podrían indicar protoplanetas. Pero demostrar que parte de la luz de su disco procedía de un nuevo planeta que brillaba intensamente en lugar de reflejar la luz de las estrellas no fue tarea fácil. «Nos sentamos en este resultado durante 5 años», dice Corey. «No creía que fuera un planeta hasta hace muy poco».

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Usando el Telescopio Subaru y el Telescopio Espacial Hubble, el equipo amplió un punto brillante en uno de los brazos espirales del disco de AB Aurigae. Podría ser simplemente una parte más densa del disco que dispersa más luz estelar, pero Curie dice que la naturaleza de la luz sugiere que es Iluminado desde adentro por un protoplaneta que aún brilla intensamente desde la formaciónel equipo informa hoy en astronomía natural. El gran tamaño del punto, mayor que la distancia entre el Sol y la Tierra (una unidad astronómica, o AU), muestra que todavía está cubierto de gas, inflando su tamaño aparente. Se estima que el planeta propuesto, apodado AB Aurigae b, tiene nueve veces la masa de Júpiter y está mucho más lejos de su estrella, y tres veces más lejos que Neptuno del Sol. «La buena variedad de conjuntos de datos respalda el hecho de la fuente, que en realidad puede ser un planeta gigante que se está formando incrustado en el disco AB Aurigae», dice Aki Roberg del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, que no participó en el estudio.

Otros no están del todo convencidos de que haya un planeta ahí fuera. “Las imágenes en vivo son un juego muy delicado”, dice Roman Rafikov de la Universidad de Cambridge, y el complejo procesamiento de datos requerido puede hacer que las imágenes sean engañosas. Agrega que es preocupante que otros dos telescopios ópticos gigantes, el European Very Large Telescope en Chile y el Big Eyed Telescope Observatory en Arizona, no vean nada en el sitio. También se sorprendió de que cuando el disco se ve en otras longitudes de onda, hay poca evidencia de un planeta. El Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array, un observatorio de radio en Chile, vio solo un fino anillo de polvo fuera de la órbita de AB Aurigae b, sin signos de distorsiones gravitacionales que se esperarían de un planeta tan grande. «Es confuso», dice.

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El mecanismo de formación propuesto por el equipo sería igualmente controvertido. La teoría clásica de la formación de planetas comienza con granos de polvo pegados, que se acumulan gradualmente para convertirse en «miniplanetas», que tienen kilómetros de ancho. Estos pequeños planetas crecen chocando con otros hasta convertirse en protoplanetas, de cientos o miles de kilómetros de diámetro. Con este tamaño, pueden atraer más polvo y gas con su propia gravedad. Si un protoplaneta alcanza varias cuadras de la Tierra, puede agarrarse a una capa de gas más gruesa y convertirse en un gigante gaseoso como Júpiter o Saturno.

Sin embargo, a largas distancias de la estrella, las simulaciones indican que las colisiones planetarias son raras, por lo que llevaría mucho tiempo construir un núcleo planetario; Los vientos de la estrella naciente expulsarán el gas del disco antes de que el núcleo pueda recogerlo. Para explicar cómo los planetas como Júpiter pueden evitar esto, los teóricos, incluido Johansen y otros, han propuesto la acumulación de guijarros. La idea sugiere que los planetas más pequeños en el disco exterior podrían crecer más rápido, no a través de colisiones, sino agarrando material del tamaño de un guijarro que se volvió lento y fácil de atrapar en los gases más espesos. Este crecimiento se ve favorecido por el hecho de que este arrastre de gas hace que más guijarros se desplacen hacia adentro desde el disco exterior hacia donde se están formando los planetas.

Imagen del telescopio Subaru del sistema AB Aurigae
Imagen del telescopio Subaru del disco giratorio alrededor de AB Aurigae oscureciendo la estrella. Revela un punto brillante que se cree que contiene un protoplaneta naciente.t Telescopio coreano / Subaru

Aunque la mayoría de los teóricos creen que esto podría crear un sistema solar como el nuestro, algunos sugerirían que podría conducir a la rápida formación de un planeta gigante tan lejos de su estrella como AB Aurigae b. «No entiendo cómo puedes tener una acumulación de grava de un planeta con una masa de 9 Júpiter a 93 UA, y brilla después de 2 millones de años», dice Currie.

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La alternativa, la inestabilidad del disco, realmente solo funciona en las extensiones exteriores de un disco rico en gas frío, donde la gravedad de la estrella es débil y la gravedad del gas puede colapsar sobre sí misma. La mayoría de los investigadores creen que tales condiciones son tan raras que es poco probable que la inestabilidad del disco jugara un papel importante en la formación de planetas, pero tiene sus seguidores. Boss dice que el hecho de que AB Aurigae b aparezca como una gran burbuja respalda la inestabilidad del disco, ya que cualquier planeta se formaría por condensación de una nube de gas mucho más grande.

Otros necesitarán más persuasión. La posición de AB Aurigae b en uno de los brazos helicoidales del disco, dice Johansen, podría indicar el mecanismo de creación. Los brazos podrían ser un signo de una nube que se derrumba bajo la influencia de su propia gravedad, o podrían indicar un protoplaneta masivo que empuja la nube hacia adentro. «Es un caso misterioso y completo de pollo y huevos», dice. «También podría ser esto. La evidencia reportada no es la última palabra, pero sigo emocionado».