Un equipo internacional de astrónomos y astrónomas se embarcó en un fascinante proyecto de búsqueda de planetas en formación alrededor de estrellas jóvenes. El proyecto, conocido como exoALMA, usa el poderoso observatorio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ubicado en Chile, para estudiar los discos de polvo donde se forman los planetas (discos protoplanetarios).
Gracias a las nuevas técnicas de obtención de imágenes que se usaron, exoALMA capturó imágenes espectaculares de jóvenes sistemas solares nunca antes observados. El estudio se tradujo en 17 artículos publicados en una edición especial de The Astrophysical Journal Letters, y en los próximos meses habrá nuevas publicaciones.
“El nuevo método que desarrollamos para recabar estos datos y generar estas imágenes equivalen a cambiar anteojos de lectura por unos poderosos binoculares. De esa forma, revelamos una gran cantidad de detalles de estos sistemas incubadores de planetas —explica Richard Teague, investigador principal del proyecto exoALMA—. Esto nos permitió detectar la presencia de discos increíblemente dinámicos y perturbados, que a su vez constituyen un indicio bastante fehaciente de la existencia de jóvenes planetas que dan forma a los discos donde nacen”.
El equipo de investigación se centró en 15 sistema estelares jóvenes para estudiar los desplazamientos de gas en detalle, con el fin de revelar los procesos que dan nacimiento a los sistemas planetarios y, en algunos casos, identificar indicios que delataran la presencia de planetas recién nacidos, como surcos y anillos en los discos de polvo que rodean las estrellas, movimientos giratorios en el gas —provocados por la gravedad de un planeta— o cambios en las propiedades físicas de un disco.
Un nuevo método para 'cazar planetas' es utilizado por el equipo de exoALMA
A diferencia de los métodos tradicionales de búsqueda de planetas, que consisten en buscar la luz directa emitida por un planeta joven, exoALMA busca detectar los efectos que generan los planetas en su entorno. Este método permite a los astrónomos descubrir planetas mucho más jóvenes. “Es como tratar de encontrar un pez mirando las ondulaciones en el agua de un lago en vez de tratar de ver al pez mismo”, señala Christophe Pinte, astrofísico del Instituto de Planetología y de Astrofísica de Grenoble y de la Universidad de Monash, y coinvestigador del equipo exoALMA.
El equipo científico hizo hincapié en las dificultades técnicas para procesar la enorme cantidad de datos que se usaron para generar imágenes tan detalladas. “Desarrollamos técnicas nuevas para alinear con gran precisión las observaciones realizadas en distintos momentos y eliminar distorsiones y ruidos indeseados —cuenta el Dr. Ryan Loomis, del Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos, quien dirigió la publicación sobre el procesamiento de datos—. Tuvimos que combinar y limpiar cuidadosamente los datos para revelar todos los detalles más sutiles“.
Los nuevos métodos de calibración, así como las técnicas de procesamiento y análisis de datos desarrolladas a medida para el proyecto exoALMA, darán a la comunidad astronómica herramientas clave para mapear los procesos de formación planetaria de distintas formas.
Mayores resolución y sensibilidad: las observaciones aportan una combinación sin precedentes de datos de alta resolución angular (100 mas, o 14 UA a distancias típicas de las fuentes) y alta resolución espectral (26 m/s) de las emisiones de gas de los discos protoplanetarios, lo cual permite detectar ínfimos movimientos y estructuras que revelan procesos clave de formación planetaria.
Múltiples rastros moleculares: al observar emisiones de 12CO, 13CO y CS simultáneamente, se puede estudiar distintas capas verticales y condiciones físicas de un disco.
Mejores técnicas de obtención y calibración de imágenes: las minuciosas técnicas de alineación, autocalibración y obtención de imágenes desarrolladas permiten generar imágenes de mayor fidelidad con menos interferencia y así detectar características reales de los discos de manera más fiable.
Desarrollo y validación de métodos numéricos y analíticos: el refinamiento de nuevas técnicas de análisis, junto con procesos exhaustivos de comparación con datos de referencia, garantizan una extracción rigurosa de los datos complementada por simulaciones que proporcionan previsiones sólidas para ponerlas a prueba.
En el futuro, el proyecto exoALMA promete revolucionar la manera de entender cómo los planetas interactúan con el entorno donde se forman y comprender la existencia de fuentes tan asimétricas, como las que reveló el complejo patrón cinemático bidimensional de estos discos.
Los primeros hallazgos de exoALMA están consignados en una serie de artículos publicados en The Astrophysical Journal Letters. Todos los datos e imágenes del estudio quedarán a disposición del público para facilitar nuevos hallazgos científicos.
Fuentes y referencias de la noticia
- National Radio Astronomy Observatory. Comunicado de prensa. exoALMA Gives Astronomers A New Look At How Planets Are Formed.