lunes, 24 de junio de 2013

El descubrimiento de un planeta a gran distancia de su estrella cuestiona las teorías actuales de formación planetaria


Un equipo de astrofísicos ha descubierto evidencias de que un planeta extrasolar se puede estar formando a una distancia muy lejana de su estrella: aproximadamente al doble de la distancia que separa a Plutón del Sol. Este planeta se encuentra en el interior de un disco de polvo y gases situado alrededor de una pequeña enana roja denominada TW Hydrae, que posee solamente el 55% de la masa solar.   La investigación se publica en la revista Astrophysical Journal. 

Este disco protoplanetario es el más cercano a nosotros, situándose a 176 años luz de distancia en la constelación de Hydra. Los astrónomos emplearon el telescopio espacial Hubble para realizar observaciones en diferentes longitudes de onda. Los científicos estudiaron en el espectro visible y en el infrarrojo cercano la estructura del disco de polvo y encontraron un déficit de material, o una brecha, a unas 80 UA (1 UA es la distancia Tierra / Sol) de la estrella. Los modelos indican que la brecha tiene una anchura de unas 20 UA y que en ella se sitúa un planeta con una masa de entre 6 y 28 masas terrestres. Esta brecha se aprecia en todas las longitudes de onda estudiadas, lo que asegura que es estructural, es decir, que no está causada por diferencias en la composición local.

"TW Hydrae tiene entre 5 y 10 millones de años de edad, por lo que el sistema debería estar en la fase final de formación planetaria, previa a la disipación del disco de polvo y gas", comentó Alycia Weinberger, de la Institución Carnegie, e investigadora principal de este estudio. "Es sorprendente haber encontrado un planeta con una masa de entre el 5 al 10% de la de Júpiter tan lejos de su estrella. Los modelos actuales no tienen una clara explicación para la formación de planetas de baja masa tan lejos de las estrellas de baja masa".



El objetivo de esta investigación era averiguar si en este sistema se habían formado planetas y evaluar las condiciones que favorecen su formación, así como los componentes químicos implicados en el proceso. Un estudio previo de  Hannah Jang-Condell, investigadora también de la Carnegie, mostró que el disco era más brillante de lo esperado, lo que indicaba que los granos de polvo se habían levantado por encima del plano medio. Esto sorprendió a los astrónomos porque observaciones previas demostraron que el polvo del disco se ha conglomerado en guijarros de mayor tamaño.
Weinberger centró sus observaciones en detectar grandes granos de hielo de agua en la capa superficial del disco. Estos granos no se observaron, lo que probablemente significa que han aumentado de tamaño y se han hundido en el plano medio del disco donde pueden llegar a agregarse en planetas ricos en agua.

La formación de planetas lejanos a una estrella no se entiende bien con las teorías actuales. En el escenario más aceptado, lo planetas se forman a partir de la lenta acumulación de polvo, rocas y gas durante unos 10 millones de años. Esto sucede con mayor facilidad cerca de la estrella donde los plazos orbitales son más cortos. Incluso en un escenario de inestabilidad en el disco, en el que los planetas pueden colapsar rápidamente, no está muy claro cómo pueden formarse los planetas de baja masa. 
 El astrofísico de la Carnegie Alan Boss, quien trabaja en los modelos de inestabilidad del disco, comentó: "Si la masa de este presunto planeta es tan baja como parece, nos encontramos ante un verdadero enigma, ya que las teorías no explican cómo podría formarse".

El autor principal del estudio, John Debes, comentó: "Por lo general, es necesaria la presencia de guijarros antes de poder formar un planeta. Por lo tanto, si hay un planeta en el espacio y no hay polvo de un tamaño más grande que un grano de arena más lejos, hemos topado con un desafío para los modelos tradicionales de formación de planetas ".




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