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Nuevo método permite pesar discos protoplanetarios

Astrónomas y astrónomos han encontrado una forma de medir directamente la cantidad de gas en los discos protoplanetarios, sin hacer suposiciones, sobre las cantidades relativas de los diferentes tipos de gas, lo que hace que este método sea más preciso y sólido que los métodos anteriores.

Los planetas se forman en discos protoplanetarios de gas y polvo alrededor de estrellas jóvenes. La comunidad científica estudia los discos protoplanetarios observando sus espectros, las longitudes de onda de las ondas de radio emitidas por los componentes del disco. El gas de hidrógeno es el componente principal de los discos protoplanetarios, pero no es fácil medirlo directamente porque no emite ondas de radio de manera eficiente. El monóxido de carbono se usa a menudo como marcador. Aún así, la proporción de hidrógeno a monóxido de carbono puede diferir según el entorno, lo que genera incertidumbres significativas en las estimaciones de masa total.

Un equipo dirigido por Tomohiro Yoshida, de la Universidad de Graduados de Estudios Avanzados en Japón, buscó en los datos de archivo del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) observaciones del disco protoplanetario más cercano alrededor de la estrella TW Hydrae. A partir de esto, produjeron una imagen de radio 15 veces más sensible que estudios anteriores, lo que les permitió examinar las longitudes de onda de las líneas espectrales y sus formas.

A partir de la forma de las líneas de monóxido de carbono, el equipo pudo medir la presión del gas cerca del centro del disco. Esta presión revela la masa total de gas cerca del centro sin tener que hacer suposiciones sobre la proporción de hidrógeno y monóxido de carbono. El equipo descubrió que, a pesar de estar cerca del final del proceso de formación del planeta, todavía hay suficiente gas en la región interna del sistema TW Hydrae para formar un planeta del tamaño de Júpiter.

Yoshida, el autor principal de este estudio, dice: “Nos gustaría aplicar esta técnica novedosa a otros discos e investigar la cantidad de gas en los discos de formación de planetas con varias características y en varias edades para aclarar el proceso de disipación de gas y la formación. proceso de los sistemas planetarios”.

Información adicional

Estos resultados aparecieron en Yoshida et al. “Descubrimiento de la ampliación de la presión de la línea y la restricción directa de la densidad de la superficie del gas en un disco protoplanetario” en The Astrophysical Journal Letters el 22 de septiembre de 2022.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán (NSTC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

Imagen

Imagen de observación del disco protoplanetario alrededor de TW Hydrae que muestra las distribuciones de partículas sólidas (rojo), monóxido de carbono (azul) y gas denso (blanco). Crédito: T. Yoshida, T. Tsukagoshi, et al. - ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Imagen de observación del disco protoplanetario alrededor de TW Hydrae que muestra las distribuciones de partículas sólidas (rojo), monóxido de carbono (azul) y gas denso (blanco). Crédito: T. Yoshida, T. Tsukagoshi, et al. – ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

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