Un equipo de científicos desveló una perspectiva multifrecuencia sin precedentes de un planeta en formación PDS 70c, en el cercano sistema estelar PDS 70.
Este innovador estudio, liderado por Oriana Domínguez-Jamett, estudiante de postgrado de la Universidad de Chile, y publicado en la prestigiosa revista Astronomy & Astrophysics, reveló que el protoplaneta emite señales de radio generadas por gas ionizado, contrariamente a la expectativa de un disco polvoriento alrededor de un mundo tan joven.
El sistema PDS 70, ubicado a 370 años luz en la constelación de Centauro, es conocido por albergar dos protoplanetas observados directamente. PDS 70c, en particular, se distingue por estar rodeado por un disco circumplanetario, una estructura de gas y polvo que lo alimenta y podría dar origen a sus futuras lunas. Sin embargo, la naturaleza exacta de su emisión había sido un enigma hasta ahora.
Observaciones clave de ALMA
Mediante nuevas y exhaustivas observaciones realizadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en las Bandas 4, 7 y 9, complementadas con datos de archivo de la Banda 3, el equipo detectó una fuente compacta en la ubicación de PDS 70c en tres de las bandas.
La ausencia de señal en las frecuencias más altas (Banda 9) resultó particularmente intrigante, ya que “esta 'caída' en el brillo desafía la idea de que la emisión proviene únicamente del polvo térmico”, según detalla el estudio. En su lugar, estos resultados se interpretan mejor como una emisión libre-libre parcialmente ópticamente gruesa, es decir, luz de radio producto de colisiones entre electrones e iones.
Esto significa, en términos sencillos, que la luz de radio de PDS 70c se origina principalmente de la superficie de un pequeño disco gaseoso que envuelve al planeta, brillando debido a la ionización de su superficie por el impacto del material que se precipita sobre él, creando un "velo luminoso".
Mediante observaciones de ALMA, se detectó por primera vez la firma radial del crecimiento de un planeta gigante. (Foto: Universidad de Chile)
“Nuestras observaciones sugieren que PDS 70c no está rodeado por un disco de polvo estándar. En su lugar, la señal apunta a gas ionizado, posiblemente calentado en choques cuando el material cae sobre el disco del planeta. Esto significa que el planeta está empobrecido en polvo al menos en un factor de mil en comparación con lo esperado”, profundizó Domínguez-Jamett.
Esta investigación logró identificar por primera vez el mecanismo de emisión radial en un entorno circumplanetario, al demostrar que una fracción de ionización muy baja puede explicar la variación observada en la emisión al comparar el espectro con modelos simples.
Implicaciones para la formación planetaria
El profesor guía de Domínguez-Jamett y académico del Departamento de Astronomía FCFM de la Universidad de Chile, Simón Casassus, subraya la magnitud del avance:
"Este es un gran avance en nuestra capacidad de estudiar cómo crecen los planetas gigantes gaseosos y cómo se forman sus lunas. ALMA ahora no solo puede detectar discos circumplanetarios, sino también determinar qué impulsa su emisión".
Desde el observatorio, su científico jefe, John Carpenter, también destacó que "estos resultados destacan la capacidad única de ALMA para sondear el entorno inmediato de los planetas en formación. Al distinguir entre emisión de polvo y de gas, obtenemos una visión directa de cómo los planetas jóvenes acumulan material y de cómo comienzan a formarse los sistemas de lunas".
Estos descubrimientos proporcionan parámetros esenciales sobre la densidad, temperatura y estado de ionización del material que rodea a los gigantes gaseosos en sus etapas de formación.
Asimismo, refuerzan el rol fundamental y la capacidad incomparable de ALMA para explorar las fases finales del crecimiento planetario, abriendo nuevas avenidas para futuras investigaciones en el campo de la astronomía.
