ALMA revela las huellas de planetas bebé en un disco de gas

Distribuciones de gas HCO+ (azul) y polvo (rojo) en el disco alrededor de la estrella HL Tauri. Las elipses indican las posiciones de los huecos. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Yen et al. 

Un nuevo análisis de datos de ALMA de HL Tauri proporciona pruebas más firmes de la presencia de planetas bebé alrededor de esta estrella. Los investigadores han descubierto dos huecos en el disco de gas que rodea a la estrella. Las posiciones de estos huecos en el gas coinciden con las posiciones de los huecos en el polvo encontrados en una imagen en alta resolución de ALMA tomada en 2014. Este descubrimiento apoya la idea de que los planetas se forman en escalas de tiempo mucho más cortas de lo que se pensaba y conduce a reconsiderar escenarios alternativos de formación de planetas.

En noviembre de 2014 ALMA publicó una asombrosa imagen de HL Tauri y su disco de polvo. Esta imagen, la más nítida jamás obtenida de este tipo de objeto, muestra claramente varios huecos en el disco de polvo que rodea la estrella. Los astrónomos no han llegado todavía a una respuesta definitiva sobre qué es lo que produce los huecos en el disco de polvo. Algunos sugieren que se trata de planetas bebé que causan los huecos al atraer o expulsar el polvo a lo largo de sus órbitas. Otros dudan de esta explicación porque HL Tauri es muy joven (se estima que tiene sólo un millón de años de edad) y los estudios clásicos indican que los planetas tardan más de diez millones de años en formarse a partir de polvo de tamaño pequeño. Proponen otros mecanismos de formación de los huecos: cambios en el tamaño del polvo por coalescencia o destrucción, o la formación de polvo debido a moléculas de gas que se congelan.


Ahora un equipo de investigadores liderado por el Dr. Hsi-Wei Yen, del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sínica de Taiwan, y el profesor Shigehisa Takakuwa, de la Universidad de Kagoshima de Japón, ha estudiado la distribución del gas en el disco para conocer su verdadera naturaleza. Si los huecos en el polvo se producen por cambios en la naturaleza del polvo, entonces el gas no se vería afectado y no se observarían huecos en la distribución del gas. Pero si son producidos por la gravedad de planetas en formación, entonces se esperaría que la gravedad crease huecos también en el gas.

Incluso con la sensibilidad sin precedentes de ALMA, no ha sido fácil revelar la distribución del gas en el disco. Los investigadores seleccionaron las emisiones de las moléculas de gas HCO+ de los datos de 2014 y sumaron las emisiones en los anillos alrededor de la estrella para incrementar la sensibilidad efectiva. La imagen de la distribución del HCO+ revela por lo menos dos huecos en el disco, a radios de 28 y 69 unidades astronómicas. "Para nuestra sorpresa, estos huecos en el gas coinciden con los huecos del polvo", comenta Yen. "Esto apoya la idea de que los huecos son huellas dejadas por planetas bebé".http://observatori.uv.es/