Un equipo de astrónomos han realizado las primeras observaciones de un disco circumplanetario, el cinturón de polvo y gas que rodea a los planetas y que los astrónomos teorizan fuertemente, controla la formación de planetas y da lugar a un sistema completo de lunas, como las que se encuentran alrededor de Júpiter.

Pero estos discos formadores de la luna deberían encontrarse alrededor de otros planetas en sistemas estelares alienígenas. Y por primera vez tenemos confirmación de esto, porque los astrónomos han encontrado uno y tienen las imágenes para probarlo.

El planeta en cuestión es el PDS 70 c, uno de los dos gigantes gaseosos del tamaño de Júpiter que orbitan alrededor de una estrella joven de baja masa, aproximadamente a 370 años luz de la Tierra. Los astrónomos usaron el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para detectar las ondas de radio emitidas por partículas microscópicas de polvo que rodean todo el sistema.

Estas observaciones revelaron una concentración de polvo alrededor del planeta en formación, orbitando la estrella a una distancia de alrededor de 5.31 billones de kilómetros.

Los astrónomos creen que esto no es otro que un disco circumplanetario; así como los discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes eventualmente se unen en planetas, parece probable que este disco eventualmente se agrupará en lunas.

Imagen compuesta del PDS 70. Al comparar los nuevos datos de ALMA con las observaciones anteriores de VLT, los astrónomos determinaron que el joven planeta designado como PDS 70 c tiene un disco circumplanetario, una característica que se cree que es el lugar de nacimiento de las lunas. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) A. Isella; ESO

Andrea Isella, astrónomo de la Rice University, dijo en un comunicado:

Por primera vez, podemos ver de manera concluyente los signos reveladores de un disco circumplanetario, que ayuda a respaldar muchas de las teorías actuales sobre la formación de planetas. Al comparar nuestras observaciones con el infrarrojo de alta resolución y las imágenes ópticas, podemos ver claramente que una concentración enigmática de pequeñas partículas de polvo es en realidad un disco de polvo de cerco planetario, la primera característica de este tipo que se observa de manera concluyente”.

Diferentes a los de Saturno

Los anillos como estos son muy diferentes de los anillos de Saturno, que solo se estima que tienen aproximadamente 100 millones de años, en comparación con los 4.500 millones de años del Sistema Solar. Los anillos de Saturno están hechos de hielo, polvo y rocas, y se cree que son los escombros de cometas, asteroides y tal vez incluso lunas que de alguna manera se rompieron alrededor del planeta.

El anillo alrededor de PDS 70 c, por otro lado, es de una edad mucho más temprana. La estrella tiene apenas 10 millones de años, los planetas apenas se formaron.

Imagen de ALMA del polvo en el PDS 70, un sistema estelar ubicado a aproximadamente 370 años luz de la Tierra. Dos manchas débiles en la región de la brecha de este disco se asocian con planetas recién formados. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) A. Isella; ESO

Una vez que se forman sus núcleos, se piensa que el proceso de acreción es muy similar en estrellas y planetas, el material se arremolina alrededor de ellos en un disco y cae sobre el objeto, aumentando su masa. En el caso de una estrella, el material que queda de este proceso termina formando planetas.

Entonces, se piensa que el disco alrededor de PDS 70 c es de este proceso de acreción; de hecho, el brillo del objeto en las bandas de infrarrojo e hidrógeno indica que no solo hay un planeta en el grupo de polvo, sino que está pasando por una aceleración del crecimiento, que se acumula activamente en ese disco brillante.

Otro planeta en formación

Pero, mencionamos que era uno de los dos planetas. El otro, que está en órbita más cerca de la estrella a unos 3.220 millones de kilómetros, es PDS 70 b. Los astrónomos no están del todo seguros, porque la señal es muy débil, pero creen que también podría haber un anillo alrededor, aunque sea uno más débil.

Además, hay una extraña mancha de polvo no muy lejos de PDS 70 b, una masa que se arrastra como la cola de un cometa.

Es un sistema misterioso, y puede tener mucho que enseñarnos. Es poco probable que nos muestre nuestras primeras exolunas, ya que el polvo probablemente no llegue a formar fragmentos sólidos durante muchas vidas humanas, y sería bueno pensar que estamos más cerca de las exolunas que eso, pero su valor para comprender el proceso de formación planetaria se ha visto afectado.

La investigación ha sido publicada en The Astrophysical Journal Letters.