Resolver el misterio de cómo se formaron planetas como la Tierra es una cuestión importante para comprender el origen de la vida. Se cree que los planetas se forman cuando el polvo y el gas interestelar se acumulan en un disco protoplanetario que rodea a una protoestrella, pero no está claro dónde, cuándo o cómo comienza la formación de planetas.
Por otro lado, se sabe que cuando un planeta se forma dentro de un disco, su gravedad crea un patrón similar a un anillo en el disco. De hecho, las observaciones con ALMA han revelado estructuras de anillos de este tipo en muchos discos protoplanetarios, lo que sugiere la existencia de planetas.
Para estudiar el proceso de formación de planetas, es necesario observar detalladamente los discos en los que es seguro que aún no existen planetas. Sin embargo, debido a las dificultades para encontrar discos de este tipo sin firmas de planetas y estudiarlos en detalle, todavía no tenemos una idea clara de cómo comienza la formación de planetas.
En el nuevo estudio “Dust Enrichment and Grain Growth in a Smooth Disk around the DG Tau Protostar Revealed by ALMA Triple Bands Frequency Observations” publicado en The Astrophysical Journal, el grupo de investigación internacional se centró en una protoestrella relativamente joven, DG Taurus (DG Tau). , y estudió en detalle el disco que rodea a la protoestrella con ALMA.
Observaron la distribución de la intensidad de las emisiones de radio a una longitud de onda de 1,3 mm emitida por el polvo del disco con una resolución espacial extremadamente alta de 0,04 segundos de arco y aclararon la estructura detallada del disco. Los resultados muestran que el disco alrededor de DG Tau es liso y carece de los patrones en forma de anillos que se ven en los discos alrededor de protoestrellas más antiguas. Esto indica que no hay planetas en el disco de DG Tau, y la imagen puede haber capturado la víspera de la formación del planeta.
Los investigadores observaron además el disco en diferentes longitudes de onda (0,87 mm, 1,3 mm y 3,1 mm) e investigaron las ondas de radio y las intensidades de polarización. Dependiendo del tamaño y la densidad del polvo, cambia la relación entre las intensidades de las ondas de radio en diferentes longitudes de onda y la intensidad de polarización de las ondas de radio dispersadas por el polvo. Por lo tanto, la distribución de tamaño y densidad se puede estimar comparando los resultados de la observación con simulaciones con varios patrones de distribución de tamaño y densidad del polvo.
Esto revela hasta qué punto está creciendo el polvo interestelar, el material del que están hechos los planetas. Las simulaciones de mejor ajuste sugieren que el polvo es más grande en la parte exterior del disco (más de unas 40 unidades astronómicas; un poco más lejos que la distancia entre el Sol y Neptuno en el sistema solar) que en la parte interior, lo que indica que el El proceso de formación de planetas está más avanzado.
Las teorías sobre la formación de planetas han sugerido que la formación de planetas comienza en la parte interior del disco, pero los resultados de este estudio contradicen esta expectativa e indican que la formación de planetas puede comenzar desde la parte exterior del disco. Por otro lado, se encontró que la proporción de polvo a gas era aproximadamente 10 veces mayor que en el espacio interestelar normal en la región interior, aunque el tamaño del polvo es menor. Además, estas partículas de polvo están bien asentadas en el plano medio del disco, lo que sugiere que el disco está en proceso de acumular material para formar planetas. Es posible que esta acumulación de polvo desencadene la formación de planetas en el futuro.
Estas observaciones fueron posibles gracias a la extremadamente alta resolución espacial de ALMA de 0,04 segundos de arco, así como a la observación de ondas de radio emitidas por el polvo, incluida la luz polarizada en tres longitudes de onda diferentes. Esta es la primera vez que se revela el tamaño y la densidad del polvo en un “disco liso” sin firma de planetas. Esto ha proporcionado nueva información sobre los sitios de formación de planetas que no podrían haber sido predichos por estudios teóricos u observaciones anteriores de discos con firmas de formación de planetas.
Al comentar sobre la importancia de esta investigación, Satoshi Ohashi dice: “Hasta ahora, ALMA ha logrado capturar una amplia variedad de estructuras de discos y ha revelado la existencia de planetas. Sin embargo, por otro lado, para responder a la pregunta: ‘¿Cómo se forma el planeta? ¿Comienza la formación?’ “Es importante observar un disco liso sin señales de formación de planetas. Creemos que este estudio es muy importante porque revela las condiciones iniciales para la formación de planetas”.
Con información de The Astrophysical Journal
