Ubicada en la constelación de Sagitario, la joven estrella HD 169142 alberga un protoplaneta gigante incrustado en su polvoriento disco protoplanetario rico en gas. El concepto de este artista representa un planeta similar a Júpiter que interactúa con el gas molecular cercano y lo calienta, provocando flujos de salida que se ven en varias líneas de emisión, incluidas las moléculas de seguimiento de impactos como SO y SiS, y el 12CO y 13CO comunes. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Weiss (NRAO/AUI/NSF)
Los científicos que utilizan el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para estudiar el disco protoplanetario alrededor de una estrella joven han descubierto la evidencia química más convincente de la formación de protoplanetas. El descubrimiento proporcionará a los astrónomos un método alternativo para detectar y caracterizar protoplanetas cuando no sea posible obtener imágenes o observaciones directas. Publicaremos los resultados en el próximo número. Cartas de una revista de astrofísica.
HD 169142 es una estrella joven en la constelación de Sagitario que es de gran interés para los astrónomos debido a la presencia de su gran disco circunestelar rico en polvo y gas que se ve casi cara a cara. Se han identificado varios candidatos a protoplanetas durante la última década y, a principios de este año, científicos de la Universidad de Lieja y la Universidad de Monash confirmaron que uno de esos candidatos, HD 169142 b, es de hecho un protoplaneta gigante similar a Júpiter.
Los hallazgos revelados en un nuevo análisis de datos de archivo de ALMA, una colaboración internacional de la que es miembro el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) de la Fundación Nacional de Ciencias, ahora pueden ayudar a los científicos a detectar, confirmar y, en última instancia, caracterizar los protoplanetas que se forman alrededor de estrellas jóvenes. .
“Cuando observamos HD 169142 y su disco en longitudes de onda submilimétricas, identificamos varias firmas químicas convincentes de este protoplaneta gigante gaseoso recientemente confirmado”, dijo Charles Law, astrónomo del Centro de Astrofísica, Harvard & Smithsonian, y autor principal del estudio. nuevo estudio “Ahora tenemos la confirmación de que podemos usar firmas químicas para descubrir qué tipo de planetas se pueden formar en discos alrededor de estrellas jóvenes”.
El equipo se centró en el sistema HD 169142 porque creían que la presencia del protoplaneta gigante HD 169142 b probablemente estaría acompañada de firmas químicas detectables, y tenían razón. El equipo de Law detectó monóxido de carbono (tanto 12CO como su isotopólogo 13CO) y monóxido de azufre (SO), que se habían detectado previamente y se pensaba que estaban asociados con protoplanetas en otros discos. Pero por primera vez, el equipo también detectó monosulfuro de silicio (SiS).
Esto fue sorprendente porque para que ALMA detecte las emisiones de SiS, los silicatos deben liberarse de los granos de polvo cercanos en poderosas ondas de choque causadas por gas a alta velocidad, que generalmente resulta de flujos de salida propulsados por protoplanetas gigantes.
“SiS era una partícula que nunca antes habíamos visto en un disco protoplanetario, y mucho menos en las proximidades de un protoplaneta gigante”, dijo Law. “Detectamos emisión de SiS porque significa que este protoplaneta debe estar produciendo poderosas ondas de choque en el gas circundante”.
Con este nuevo enfoque químico para detectar protoplanetas jóvenes, los científicos pueden abrir una nueva ventana al universo y profundizar su comprensión de los exoplanetas. Los protoplanetas, especialmente aquellos que aún están incrustados en sus discos circunestelares originales, como en el sistema HD 169142, proporcionan un vínculo directo con la población conocida de exoplanetas.
“Existe una gran variedad de exoplanetas, y el uso de las firmas químicas observadas con ALMA nos brinda una nueva forma de comprender cómo evolucionan los diferentes protoplanetas con el tiempo y, en última instancia, conecta sus propiedades con las de los sistemas de exoplanetas”, dijo Law.
“Además de proporcionar una nueva herramienta para la búsqueda de planetas con ALMA, este descubrimiento abre muchos procesos químicos emocionantes que nunca antes habíamos visto. A medida que exploramos más y más discos alrededor de estrellas jóvenes, inevitablemente encontraremos otras partículas interesantes pero inesperadas como SiS. Hallazgos como este sugieren que solo estamos arañando la superficie de la verdadera diversidad química asociada con los sistemas protoplanetarios”.
Proporcionado por el Observatorio Nacional de Radioastronomía