Un disc, un planeta i una estrella que formen part del mateix sistema, vistos creixent simultàniament
L'estudi compta amb la important aportació d'un investigador de l'Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) a l'Institut de Ciències de l'Espai (ICE, CSIC).
Els sistemes estel·lars, com el nostre, es formen dins de núvols interestel·lars de gas i pols que col·lapsen produint estrelles joves envoltades de discos protoplanetaris. Per primera vegada, l’Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) ha observat un disc protoplanetari amb un gran espai alimentat pel núvol circumdant a través de grans filaments d'acreció, suggerint que un planeta pot estar formant-se en tàndem amb l'estrella mare mentre el disc al voltant d'ells encara està creixent.
L'equip d'astrònoms liderat pel Dr. Felip Alves, del Centre d'Estudis Astroquímics (CAS) de l'Institut Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) i ex-estudiant de doctorat de l'Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), va utilitzar ALMA per estudiar el procés d'acreció en l'objecte estel·lar [BHB2007] 1. Aquest sistema es troba a l'extrem del Núvol Molecular del Tub. Les dades d'ALMA revelen un disc de pols i gas al voltant de la protoestrella, i grans filaments de gas al voltant d'aquest disc.
Els científics, que inclouen a l'investigador Josep Miquel Girart de l'IEEC a l'Institut de Ciències de l'Espai (ICE, CSIC), interpreten aquests filaments com serpentines d'acreció que alimenten el disc amb material extret del núvol ambient. El disc reprocessa el material acumulat, dipositant-lo a la protoestrella.
Llegenda: Dues observacions diferents del disc protoplanetari. El panell esquerre i el central mostren diferents signatures del disc esculpit per un planeta jove o un nan marró que envolta a un estel jove. El panell dret mostra una il·lustració del sistema.
Crèdits: MPE; il·lustració: Gabriel A. P. Franco.
L'estructura observada és molt inusual per als objectes estel·lars en aquesta etapa de l'evolució —amb una edat estimada d’un milió d’anys— quan els discs circumestel·lars ja estan formats i madurs per a la formació de planetes. «Ens va sorprendre bastant observar filaments d'acreció tan prominents caient en el disc», va dir el Dr. Alves. «L'activitat dels filaments d'acreció demostra que el disc segueix creixent mentre alimenta la protoestrella».
L'equip també informa de la presència d'una enorme cavitat dins del disc, el que suggereix que s'està formant un jove planeta gegant o una nana marró. La cavitat té una amplada de 70 unitats astronòmiques, i abasta una zona compacta de gas molecular calent. A més, les dades suplementàries en radiofreqüència del Very Large Array (VLA) apunten a l'existència d'una emissió no tèrmica en el mateix lloc on es va detectar el gas calent. Aquestes dues línies d'evidència indiquen que hi ha present un objecte astronòmic dins de la cavitat. A mesura que aquest company estel·lar, possiblement un planeta, acumula material del disc, també escalfa el gas i possiblement impulsa forts vents ionitzats o dolls. L'equip estima que és necessari un objecte amb una massa d'entre 4 i 70 masses de Júpiter per produir la cavitat observada en el disc.
Aquestes observacions també imposen noves restriccions de temps per a la formació de planetes i l'evolució del disc, aportant informació sobre com els sistemes estel·lars com el nostre s'esculpeixen a partir del núvol original.
Enllaços
Més informació
Aquesta recerca es presenta en un article titulat «A case of simultaneous star and planet formation», de Felipe O. Alves et al., publicat en la revista The Astrophysical Journal Letters el 19 de novembre del 2020.
L’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) promou i coordina la recerca i el desenvolupament tecnològic espacial a Catalunya en benefici de la societat. L’IEEC fomenta les col·laboracions tant a nivell local com mundial, i és un eficient agent de transferència de coneixement, innovació i tecnologia. Com a resultat de més de 20 anys de recerca d’alta qualitat, duta a terme en col·laboració amb les principals organitzacions internacionals, l’IEEC es troba entre els millors centres d’investigació internacionals centrats en àrees com: l’astrofísica, la cosmologia, les ciències planetàries i l’observació de la Terra. La divisió d’enginyeria de l’IEEC desenvolupa instrumentació per a projectes terrestres i espacials, i té una àmplia experiència treballant amb organitzacions privades i públiques del sector aeroespacial així com altres sectors d’innovació.
L’IEEC és una fundació privada sense ànim de lucre regida per un Patronat compost per la Generalitat de Catalunya i unes altres quatre institucions amb una unitat científica cadascuna, que en conjunt constitueixen el nucli de l’activitat d’I+D de l’IEEC: la Universitat de Barcelona (UB) amb la unitat científica ICCUB – Institut de Ciències del Cosmos; la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) amb la unitat científica CERES – Centre d’Estudis i Recerca Espacials; la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) amb la unitat científica CTE – Grup de Recerca en Ciències i Tecnologies de l’Espai; i el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) amb la unitat científica ICE – Institut de Ciències de l’Espai. L’IEEC està integrat en la xarxa CERCA (Centres de Recerca de Catalunya).
Imatges
Imatge: PR_Image1
Llegenda: Imatge en fals color que mostra els filaments d'acreció que cauen en el disc protoplanetari (vist en el requadre) al voltant de la protoestrella [BHB2007] 1.
Crèdits: MPE.
Contactes
Oficina de Comunicació de l'IEEC
Barcelona, Espanya
Ana Montaner i Rosa Rodríguez
Correu electrònic: comunicacio@ieec.cat
Autor Principal a l’IEEC
Barcelona, Espanya
Josep Miquel Girart
Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)
Institut de Ciències de l’Espai (ICE, CSIC)
Correu electrònic: girart@ieec.cat