Categoría: Ciencia

La detección más lejana del campo magnético de una galaxia

Publicado el | por María Fernanda Durán

Utilizando el conjunto de antenas ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un equipo científico ha detectado el campo magnético de una galaxia tan lejana que su luz ha tardado más de 11.000 millones de años en llegar hasta nosotros: la vemos como era cuando el Universo tenía solo 2.500 millones de años. El resultado proporciona pistas vitales sobre cómo surgieron los campos magnéticos de galaxias como nuestra propia Vía Láctea.

En el Universo hay muchos cuerpos astronómicos que cuentan con campos magnéticos, ya sean planetas, estrellas o galaxias. «Muchas personas podrían no ser conscientes de que toda nuestra galaxia y otras galaxias están entrelazadas por campos magnéticos que abarcan decenas de miles de años luz«, declara James Geach, profesor de astrofísica en la Universidad de Hertfordshire (Reino Unido) y autor principal del estudio publicado hoy en la revista Nature.

«En realidad, a pesar de ser bastante importantes por cómo influyen en la evolución de las galaxias, sabemos muy poco sobre cómo se forman estos campos«, agrega Enrique López Rodríguez, investigador de la Universidad de Stanford (Estados Unidos), que también participó en el estudio. No queda claro ni en qué momento de la vida temprana del Universo ni con qué rapidez se forman los campos magnéticos en las galaxias, ya que hasta ahora la comunidad astronómica solo ha mapeado los campos magnéticos de galaxias cercanas a nosotros.

Utilizando ALMA, Geach y su equipo han descubierto un campo magnético completamente formado en una galaxia distante, similar en estructura a lo que se observa en galaxias cercanas. El campo es aproximadamente 1000 veces más débil que el campo magnético de la Tierra, pero se extiende a lo largo de más de 16.000 años luz.

«Este descubrimiento nos da nuevas pistas sobre cómo se forman los campos magnéticos a escala galáctica«, explica Geach. Observar un campo magnético completamente desarrollado tan temprano en la historia del Universo indica que los campos magnéticos que abarcan galaxias enteras pueden formarse rápidamente mientras las galaxias jóvenes aún están creciendo.

El equipo cree que la intensa formación estelar en el Universo temprano podría haber jugado un papel en la aceleración del desarrollo de los campos. Además, estos campos pueden a su vez influir en cómo se formarán las generaciones posteriores de estrellas. El coautor y astrónomo del Observatorio Europeo Austral (ESO), Rob Ivison, afirma que el descubrimiento abre «una nueva ventana al funcionamiento interno de las galaxias, porque los campos magnéticos están vinculados al material que está formando nuevas estrellas«.

Para llevar a cabo esta detección, el equipo buscó la luz emitida por los granos de polvo de una galaxia distante, 9io9 [1]. Las galaxias están plagadas de granos de polvo y cuando hay un campo magnético presente, los granos tienden a alinearse y la luz que emiten se polariza. Esto significa que las ondas de luz oscilan a lo largo de una dirección preferida en lugar de al azar. Cuando ALMA detectó y mapeó una señal polarizada proveniente de 9io9, se confirmó por primera vez la presencia de un campo magnético en una galaxia muy distante.

«Ningún otro telescopio podría haberlo logrado«, afirma Geach. Se espera que, con esta y con futuras observaciones de campos magnéticos distantes, pueda empezar a desentrañarse el misterio de cómo se forman estas características galácticas tan importantes.

Notas

[1] 9io9 fue descubierta durante el desarrollo de un proyecto de ciencia ciudadana. El descubrimiento se llevó a cabo en el año 2014, en colaboración con los espectadores del programa de televisión británico de la BBC “Stargazing Live”, cuando a lo largo de tres noches se le pidió a la audiencia que examinara millones de imágenes en busca de galaxias distantes.

Información adicional

Esta investigación se ha presentado en un artículo publicado en la revista Nature.

El equipo está formado por J. E. Geach (Centro de Investigación en Astrofísica, Escuela de Física, Ingeniería y Ciencias de la Computación, Universidad de Hertfordshire, Reino Unido [Hertfordshire]); E. López-Rodríguez (Instituto Kavli de Astrofísica de Partículas y Cosmología, Universidad de Stanford, EE.UU.); M. J. Doherty (Hertfordshire); Jianhang Chen (Observatorio Europeo Austral, Garching, Alemania [ESO]); R. J. Ivison (ESO); G. J. Bendo (Sede Central Regional de ALMA en Reino Unido, Centro de Astrofísica Jodrell Bank, Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Mánchester, Reino Unido); S. Dye (Escuela de Física y Astronomía, Universidad de Nottingham, Reino Unido); y K. E. K. Coppin (Hertfordshire).

El comunicado de prensa original fue publicado por el Observatorio Europeo Austral (ESO), socio de ALMA en nombre de Europa.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación de ESO, la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS) de Japón en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus Estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (NSTC) en Taiwán y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA están lideradas por ESO en nombre de sus Estados miembros, por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), administrado por Associated Universities, Inc. (AUI) en nombre de América del Norte, y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia Oriental. El Joint ALMA Observatory (JAO) proporciona el liderazgo unificado y la gestión de la construcción, puesta en marcha y operación de ALMA.

Imágenes

Esta imagen, que muestra la orientación del campo magnético en la galaxia distante 9io9 (vista aquí cuando el universo tenía solo el 20% de su edad actual), es la detección más lejana hecha hasta el momento del campo magnético de una galaxia. Las observaciones se realizaron con el conjunto de antenas ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), del que ESO es socio. De algún modo, los granos de polvo de 9io9 se alinean con el campo magnético de la galaxia, por lo que emiten luz polarizada (esto significa que las ondas de luz oscilan a lo largo de una dirección preferente en lugar de al azar). ALMA detectó esta señal de polarización, a partir de la cual los astrónomos y astrónomas del equipo pudieron calcular la orientación del campo magnético, que en la imagen de ALMA se muestran como líneas curvas superpuestas. Debido a que la señal de luz polarizada emitida por el polvo alineado magnéticamente en 9io9 era extremadamente débil (representando solo el uno por ciento del brillo total de la galaxia), utilizaron un ingenioso truco de la naturaleza para ayudarles a obtener este resultado. El equipo se aprovechó del hecho de que, pese a que 9io9 se encuentra muy alejada de nosotros, había sido magnificada a través de un proceso conocido como lente gravitacional. Esto ocurre cuando la luz de una galaxia distante, en este caso 9io9, aparece más brillante y distorsionada a medida que se dobla por la gravedad de un objeto muy grande que, desde nuestro punto de observadores, se encuentra en primer plano. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Geach et al.
Esta imagen, que muestra la orientación del campo magnético en la galaxia distante 9io9 (vista aquí cuando el Universo tenía solo el 20% de su edad actual), es la detección más lejana hecha hasta el momento del campo magnético de una galaxia. Las observaciones se realizaron con el conjunto de antenas de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). De algún modo, los granos de polvo de 9io9 se alinean con el campo magnético de la galaxia, por lo que emiten luz polarizada (esto significa que las ondas de luz oscilan a lo largo de una dirección preferente en lugar de al azar). ALMA detectó esta señal de polarización, a partir de la cual los astrónomos y astrónomas del equipo pudieron calcular la orientación del campo magnético, que en la imagen de ALMA se muestran como líneas curvas superpuestas. Debido a que la señal de luz polarizada emitida por el polvo alineado magnéticamente en 9io9 era extremadamente débil (representando solo el uno por ciento del brillo total de la galaxia), utilizaron un ingenioso truco de la naturaleza para ayudarles a obtener este resultado. El equipo se aprovechó del hecho de que, pese a que 9io9 se encuentra muy alejada de nosotros, había sido magnificada a través de un proceso conocido como lente gravitacional. Esto ocurre cuando la luz de una galaxia distante, en este caso 9io9, aparece más brillante y distorsionada a medida que se dobla por la gravedad de un objeto muy grande que, desde nuestro punto de observadores, se encuentra en primer plano. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Geach et al.
Esta imagen infrarroja muestra la galaxia distante 9io9, vista aquí como un arco rojizo curvado alrededor de una galaxia cercana brillante. Esta galaxia cercana actúa como una lente gravitacional: su masa curva el espacio-tiempo a su alrededor, doblando los rayos de luz provenientes de 9io9, al fondo, de ahí su forma distorsionada. Esta vista a color es el resultado de combinar imágenes infrarrojas tomadas con el telescopio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy, telescopio de sondeo en el visible y el infrarrojo para astronomía) de ESO, en Chile, y el CFHT (Canada France Hawaii Telescope, telescopio Canadá, Francia y Hawái), en Estados Unidos. Crédito: ESO/J. Geach et al.
Esta imagen infrarroja muestra la galaxia distante 9io9, vista aquí como un arco rojizo curvado alrededor de una galaxia cercana brillante. Esta galaxia cercana actúa como una lente gravitacional: su masa curva el espacio-tiempo a su alrededor, doblando los rayos de luz provenientes de 9io9, al fondo, de ahí su forma distorsionada. Esta vista a color es el resultado de combinar imágenes infrarrojas tomadas con el telescopio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy, telescopio de sondeo en el visible y el infrarrojo para astronomía) de ESO, en Chile, y el CFHT (Canada France Hawaii Telescope, telescopio Canadá, Francia y Hawái), en Estados Unidos. Crédito: ESO/J. Geach et al.

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Este video nos lleva de viaje desde nuestro hogar en la Vía Láctea a una galaxia muy, muy lejana: 9io9. Utilizando ALMA, un equipo de astrónomos y astrónomas ha detectado recientemente un campo magnético presente en toda la galaxia 9io9, lo que la convierte en la detección más lejana de un campo magnético galáctico. 9io9 está tan lejos que su luz ha tardado más de 11.000 millones de años en llegar a nosotros: lo vemos como era cuando el Universo tenía solo 2.500 millones de años. Primero vemos el cielo nocturno en luz visible y luego, al llegar a 9io9, cambiamos a luz infrarroja. Aquí, la galaxia aparece como un tenue arco rojizo curvado alrededor de una brillante galaxia cercana. Luego vemos la imagen de 9io9 obtenida por ALMA en longitudes de onda milimétricas, con la orientación del campo magnético indicada por curvas superpuestas.
Crédito: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/DESI/CFHT/N. Risinger (skysurvey.org)/J. Geach et al.

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Espectacular nacimiento estelar observado desde Chile

Publicado el | por María Fernanda Durán

ALMA y VLT indagan el origen de estrellas y planetas.

Utilizando el incomparable poder del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ubicado en Chile, un equipo astronómico internacional ha realizado un nuevo descubrimiento, develando misterios del nacimiento de estrellas y planetas. El equipo fue liderado por Philipp Weber de la Universidad de Santiago de Chile (USACH) y el Núcleo Milenio de Jóvenes Exoplanetas y sus Lunas (YEMS).

La investigación, publicada recientemente en The Astrophysical Journal Letters, implicó el escrutinio de V960 Mon, una joven estrella en erupción situada a más de 5.000 años luz de distancia en la constelación de Monoceros. En sinergia con ALMA y el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), también ubicado en Chile, el equipo logró capturar una imagen que exhibe impresionantes brazos espirales que se extienden por cientos de unidades astronómicas. Esta imagen fue tomada justo dos años después de que la estrella experimentó una erupción súbita en 2014, aumentando su brillo más de veinte veces.

«Al observar la estrella después de la erupción, nos asombramos por las enormes estructuras espirales que rodean a V960 Mon», comenta Weber. «Esto nos llevó a profundizar en los datos existentes en el archivo de ALMA para entender mejor estas espirales.»

Antonio Hales, miembro del equipo de investigación y subgerente del Centro Regional de ALMA en América del Norte (NA-ARC) del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) de los Estados Unidos, celebra que “este descubrimiento subraya el invaluable valor científico que representa el archivo de datos públicos de ALMA. Es una verdadera mina de oro llena de tesoros inexplorados”.

Al reanalizar los datos de ALMA, el equipo descubrió aglomeraciones de partículas sólidas dentro de las espirales, estimadas en varias veces la masa de la Tierra. Se sospecha que estas aglomeraciones proporcionan datos clave sobre las primeras etapas de la formación de estrellas y planetas.

«Durante más de una década, hemos estado buscando con ALMA estas aglomeraciones , ya que las teorías de formación de planetas predicen su presencia para la creación de grandes planetas», explicó el coautor Sebastián Pérez, también de USACH y YEMS. «Nuestro descubrimiento puede establecer conexiones directas entre la formación de estrellas y planetas.»

Alice Zurlo, investigadora de la Universidad Diego Portales (UDP) y YEMS, Chile, y miembro del equipo, compartió más impresiones sobre la importancia de este descubrimiento: “Con ALMA se hizo evidente que los brazos espirales están experimentando una fragmentación que generan estas aglomeraciones con masas similares a las de los planetas.”

Este descubrimiento, conseguido gracias a los poderes combinados de ALMA y el VLT, ha proporcionado una visión revolucionaria de estos fenómenos celestes. Las investigaciones futuras se centrarán en observar las erupciones FUor[1] detectadas por el Legacy Survey of Space and Time (LSST) utilizando el telescopio Vera C. Rubin y, una vez en operaciones, también el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, apuntando al entorno de estas estrellas en erupción. Este enfoque podría ayudar a establecer la prevalencia de tales características alrededor de las fuentes FUor durante las primeras etapas de eventos eruptivos, ofreciendo más datos sobre la formación de estrellas y planetas.

Weber concluye: «Con estas observaciones estamos dando un paso significativo hacia la comprensión del nacimiento de estrellas y planetas. Esperamos más hallazgos emocionantes a medida que continuemos estudiando estas fascinantes estructuras celestes.»

Nota:

[1] Una estrella FU Orionis o FUor es una estrella joven en formación que experimenta brotes dramáticos, erupciones, de brillo durante años o décadas, debido a un incremento en la acumulación de material de su disco circunestelar. Estos eventos pueden influir en la formación de planetas.

Información adicional

El equipo detrás de este trabajo está compuesto por jóvenes investigadores de diversas universidades e institutos chilenos, en el marco del centro de investigación Núcleo Milenio sobre Exoplanetas Jóvenes y sus Lunas (YEMS), financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo de Chile (ANID) y su programa Iniciativa Científica Milenio. Las dos instalaciones utilizadas, ALMA y VLT, están ubicadas en el desierto de Atacama en Chile.

Esta investigación se presenta en un artículo que aparecerá en The Astrophysical Journal Letters.

El equipo está compuesto por P. Weber (Departamento de Física de la Universidad de Santiago de Chile, Chile [USACH]; Núcleo Milenio sobre Exoplanetas Jóvenes y sus Lunas, Chile [YEMS]; Center for Interdisciplinary Research in Astrophysics and Space Exploration [CIRAS] de la Universidad de Santiago de Chile, Chile), S. Pérez (USACH; YEMS; CIRAS), A. Zurlo (YEMS; Núcleo de Astronomía de la Universidad Diego Portales, Chile [UDP]; Escuela de Ingeniería Industrial de la Universidad Diego Portales, Chile), J. Miley (Joint ALMA Observatory, Chile; Observatorio Astronómico Nacional de Japón, Chile), A. Hales (Observatorio Nacional de Radioastronomía, EE.UU.), L. Cieza (YEMS; UDP), D. Principe (MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, EE.UU.), M. Cárcamo (YEMS; CIRAS; USACH, Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Informática, Chile), A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italia), Á. Kóspál (Observatorio Konkoly, Centro de Investigación de Astronomía y Ciencias de la Tierra, Red de Investigación Eötvös Loránd (ELKH), Hungría; CSFK, Centro de Excelencia MTA, Hungría; Universidad ELTE Eötvös Loránd, Instituto de Física, Hungría; Instituto Max Planck de Astronomía, Alemania), M. Takami (Instituto de Astronomía y Astrofísica, Academia Sinica, Taiwán, República de China), J. Kastner (Escuela de Física y Astronomía, Instituto de Tecnología de Rochester, EE.UU.), Z. Zhu (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Nevada, EE.UU., Centro de Astrofísica de Nevada, Universidad de Nevada, EE.UU.) y J. Williams (Instituto de Astronomía, Universidad de Hawái en Manoa, EE.UU.).

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación de ESO, la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS) de Japón en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus Estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (NSTC) en Taiwán y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA están lideradas por ESO en nombre de sus Estados miembros, por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), administrado por Associated Universities, Inc. (AUI) en nombre de América del Norte, y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia Oriental. El Joint ALMA Observatory (JAO) proporciona el liderazgo unificado y la gestión de la construcción, puesta en marcha y operación de ALMA.

Imágenes

En el centro de esta imagen está la joven estrella V960 Mon, situada a más de 5.000 años luz de distancia en la constelación de Monoceros. La estrella está rodeada de material polvoriento con potencial para formar planetas. Las observaciones obtenidas con el instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) del VLT de ESO, representadas en amarillo en esta imagen, muestran que el material polvoriento que orbita alrededor de la joven estrella se está agrupando en una serie de intrincados brazos espirales que se extienden a distancias más grandes que todo el Sistema Solar. Por su parte, las regiones azules representan datos obtenidos con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Los datos de ALMA examinan más profundamente la estructura de los brazos espirales, revelando grandes cúmulos de polvo que podrían contraerse y colapsar para formar planetas gigantes del tamaño aproximado de Júpiter a través de un proceso conocido como "inestabilidad gravitacional". Crédito: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Weber et al.
En el centro de esta imagen está la joven estrella V960 Mon, situada a más de 5.000 años luz de distancia en la constelación de Monoceros. La estrella está rodeada de material polvoriento con potencial para formar planetas. Las observaciones obtenidas con el instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) del VLT de ESO, representadas en amarillo en esta imagen, muestran que el material polvoriento que orbita alrededor de la joven estrella se está agrupando en una serie de intrincados brazos espirales que se extienden a distancias más grandes que todo el Sistema Solar. Por su parte, las regiones azules representan datos obtenidos con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Los datos de ALMA examinan más profundamente la estructura de los brazos espirales, revelando grandes cúmulos de polvo que podrían contraerse y colapsar para formar planetas gigantes del tamaño aproximado de Júpiter a través de un proceso conocido como «inestabilidad gravitacional».
Crédito: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Weber et al.
A la izquierda, en amarillo, una imagen de la joven estrella V960 Mon y el material polvoriento que la rodea, tomada con el instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO. La luz que se refleja en el material polvoriento que orbita alrededor de la estrella se polariza, es decir, oscila en una dirección bien definida en lugar de hacerlo aleatoriamente, y es detectada por SPHERE, revelando unos fascinantes brazos espirales. Estos hallazgos motivaron a los astrónomos a analizar las observaciones de archivo del mismo sistema tomadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), del cual ESO es socio. Los resultados de este análisis pueden verse a la derecha en azul. Las longitudes de onda a las que observa ALMA le permiten penetrar más profundamente en el material en órbita, revelando que los brazos espirales se están fragmentando y formando cúmulos con masas similares a las de los planetas. Estos cúmulos podrían contraerse y colapsar mediante un proceso conocido como "inestabilidad gravitacional" para formar planetas gigantes. Crédito: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Weber et al.
A la izquierda, en amarillo, una imagen de la joven estrella V960 Mon y el material polvoriento que la rodea, tomada con el instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO. La luz que se refleja en el material polvoriento que orbita alrededor de la estrella se polariza, es decir, oscila en una dirección bien definida en lugar de hacerlo aleatoriamente, y es detectada por SPHERE, revelando unos fascinantes brazos espirales. Estos hallazgos motivaron a los astrónomos a analizar las observaciones de archivo del mismo sistema tomadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Los resultados de este análisis pueden verse a la derecha en azul. Las longitudes de onda a las que observa ALMA le permiten penetrar más profundamente en el material en órbita, revelando que los brazos espirales se están fragmentando y formando cúmulos con masas similares a las de los planetas. Estos cúmulos podrían contraerse y colapsar mediante un proceso conocido como «inestabilidad gravitacional» para formar planetas gigantes.
Crédito: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Weber et al.
Esta imagen de la joven estrella V960 Mon y el material que la rodea fue tomada con el instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) del VLT de ESO. El material que orbita alrededor de la joven estrella se está agrupando en una serie de intrincados brazos en espiral que se extienden a distancias más grandes que todo el Sistema Solar. Crédito: ESO/Weber et al.
Esta imagen de la joven estrella V960 Mon y el material que la rodea fue tomada con el instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) del VLT de ESO. El material que orbita alrededor de la joven estrella se está agrupando en una serie de intrincados brazos en espiral que se extienden a distancias más grandes que todo el Sistema Solar.
Crédito: ESO/Weber et al.
Esta imagen de la joven estrella V960 Mon y el material polvoriento que la rodea fue obtenida con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Aquí se pueden ver como manchas azules los grandes cúmulos de polvo con masas similares a las de los planetas. Estos cúmulos podrían contraerse y colapsar mediante un proceso conocido como "inestabilidad gravitacional" para formar planetas gigantes del tamaño aproximado de Júpiter. Crédito:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Weber et al.
Esta imagen de la joven estrella V960 Mon y el material polvoriento que la rodea fue obtenida con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Aquí se pueden ver como manchas azules los grandes cúmulos de polvo con masas similares a las de los planetas. Estos cúmulos podrían contraerse y colapsar mediante un proceso conocido como «inestabilidad gravitacional» para formar planetas gigantes del tamaño aproximado de Júpiter.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Weber et al.
Este gráfico muestra la posición de la estrella V960 Mon en la constelación de Monoceros (que significa animal de un solo cuerno). El mapa muestra la mayoría de las estrellas que se pueden apreciar a simple vista bajo buenas condiciones. Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope
Este gráfico muestra la posición de la estrella V960 Mon en la constelación de Monoceros (que significa animal de un solo cuerno). El mapa muestra la mayoría de las estrellas que se pueden apreciar a simple vista bajo buenas condiciones.
Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope
Esta imagen muestra el cielo alrededor de la ubicación de la estrella V960 Mon y fue creada a partir de imágenes del Digitized Sky Survey 2. Crédito: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin
Esta imagen muestra el cielo alrededor de la ubicación de la estrella V960 Mon y fue creada a partir de imágenes del Digitized Sky Survey 2. Crédito: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

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Este video nos lleva en un viaje a la estrella V960 Mon, a unos 5000 años luz de distancia de la Tierra. Crédito: ESO, N. Risinger (skysurvey.org), DSS, ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Weber et al. Music: Astral Electronic

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Un exoplaneta con posible compañía en su órbita

Publicado el | por María Fernanda Durán

Usando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un equipo científico ha encontrado el posible «hermano» de un planeta que orbita alrededor de una estrella distante. El equipo ha detectado una nube de escombros que podría estar compartiendo la órbita de este planeta y que, se cree, podrían ser los componentes básicos de un nuevo planeta o los restos de uno ya formado. De confirmarse, este descubrimiento sería la prueba más contundente hasta ahora de que dos exoplanetas pueden compartir una órbita.

“Hace dos décadas, se predijo en teoría que parejas de planetas de masa similar podrían compartir la misma órbita alrededor de su estrella: los llamados planetas troyanos o coorbitales. Por primera vez, hemos encontrado evidencia a favor de esa idea”, sostiene Olga Balsalobre-Ruza, estudiante del Centro de Astrobiología de Madrid, España, quien dirigió el artículo publicado hoy en Astronomy & Astrophysics.

Los troyanos, cuerpos rocosos en la misma órbita que un planeta, son comunes en nuestro propio Sistema Solar [1], siendo el ejemplo más famoso los asteroides troyanos de Júpiter: más de 12.000 cuerpos rocosos que se encuentran en la misma órbita alrededor del Sol que el gigante gaseoso. Los astrónomos han predicho que los troyanos, y en particular los planetas troyanos, también podrían existir alrededor de una estrella que no sea nuestro Sol, pero la evidencia es escasa. «Los exotroyanos [planetas troyanos fuera del Sistema Solar] han sido hasta ahora como unicornios: la teoría les permite existir, pero nadie los ha detectado nunca», dice el coautor Jorge Lillo-Box, investigador principal del Centro de Astrobiología.

Ahora, un equipo internacional de científicos y científicas ha utilizado ALMA para encontrar la evidencia observacional más sólida hasta la fecha de que podrían existir planetas troyanos en el sistema PDS 70. Se sabe que esta joven estrella alberga dos planetas gigantes similares a Júpiter: PDS 70b y PDS 70c. Al analizar las observaciones de archivo de ALMA de este sistema, el equipo detectó una nube de escombros en el lugar de la órbita de PDS 70b donde se espera que existan troyanos.

Los troyanos ocupan las llamadas zonas de Lagrange, dos regiones extendidas en la órbita de un planeta donde la atracción gravitacional combinada de la estrella y el planeta puede atrapar material. Al estudiar estas dos regiones de la órbita de PDS 70b, el equipo científico detectó una débil señal procedente de una de ellas, lo que indica que allí podría residir una nube de escombros con una masa de hasta aproximadamente dos veces la de nuestra Luna.

El equipo cree que esta nube de escombros podría apuntar a un mundo troyano existente en este sistema o a un planeta en proceso de formación. “¿Quién podría imaginar dos mundos que compartan la duración del año y las condiciones de habitabilidad? Nuestro trabajo es la primera prueba de que este tipo de mundo podría existir”, afirma Balsalobre-Ruza. “Podemos imaginar que un planeta puede compartir su órbita con miles de asteroides, como en el caso de Júpiter, pero me resulta alucinante que los planetas puedan compartir la misma órbita”.

“Nuestra investigación es un primer paso para buscar planetas coorbitales muy temprano en su formación”, dice la coautora Nuria Huélamo, investigadora principal del Centro de Astrobiología. “Abre nuevas preguntas sobre la formación de troyanos, cómo evolucionan y qué tan frecuentes son en diferentes sistemas planetarios”, agrega Itziar De Gregorio-Monsalvo, directora de la Oficina de Ciencias de ESO en Chile, quien también contribuyó a esta investigación.

Para confirmar completamente su detección, el equipo tendrá que esperar hasta después de 2026, cuando utilicen ALMA para ver si tanto PDS 70b como su nube hermana de escombros se mueven juntos de manera significativa a lo largo de su órbita alrededor de la estrella. “Esto sería un gran avance en el campo de los exoplanetas”, dice Balsalobre-Ruza.

«El futuro de este tema es muy emocionante y esperamos con interés las capacidades ampliadas de ALMA, previstas para 2030, que mejorarán drásticamente la capacidad del conjunto de antenas para caracterizar troyanos en muchas otras estrellas», concluye De Gregorio-Monsalvo.

Notas
[1] Cuando se descubrieron por primera vez los asteroides en la órbita de Júpiter, recibieron el nombre de los héroes de la guerra de Troya, lo que dio lugar al nombre de troyanos para referirse a estos objetos.

Más información
Esta investigación se presentó en un artículo que aparecerá en Astronomy & Astrophysics (doi:10.1051/0004-6361/202346493).

El equipo está compuesto por O. Balsalobre-Ruza (Centro de Astrobiología [CAB], CSIC-INTA, España), I. De Gregorio-Monsalvo (Observatorio Europeo Austral [ESO], Chile), J. Lillo-Box (CAB), N. Huélamo (CAB), Á. Ribas (Instituto de Astronomía, Universidad de Cambridge, Reino Unido), M. Benisty (Laboratoire Lagrange, Université Côte d’Azur, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Francia y Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Francia), J. Bae (Departamento de Astronomía, Universidad de Florida, EE.UU.), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Italia) y R. Teague (Departamento de Ciencias Planetarias, Atmosféricas y de la Tierra, Instituto Tecnológico de Massachusetts, Estados Unidos).

El comunicado de prensa original fue publicado por el Observatorio Europeo Austral (ESO), socio de ALMA en nombre de Europa.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación de ESO, la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS) de Japón en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus Estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (NSTC) en Taiwán y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA están lideradas por ESO en nombre de sus Estados miembros, por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), administrado por Associated Universities, Inc. (AUI) en nombre de América del Norte, y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia Oriental. El Joint ALMA Observatory (JAO) proporciona el liderazgo unificado y la gestión de la construcción, puesta en marcha y operación de ALMA.

Imágenes
Esta imagen, tomada con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), del cual ESO es socio, muestra el joven sistema planetario PDS 70, ubicado a casi 400 años luz de la Tierra. El sistema presenta una estrella en su centro, alrededor de la cual orbita el planeta PDS 70 b. En la misma órbita que PDS 70b, los astrónomos han detectado una nube de escombros que podrían ser los componentes básicos de un nuevo planeta o los restos de uno ya formado. La estructura en forma de anillo que domina la imagen es un disco circunestelar de material, a partir del cual se están formando planetas. De hecho, hay otro planeta en este sistema: el PDS 70c, que se ubica a las 3 en punto justo al lado del borde interior del disco. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / Balsalobre-Ruza et al.
Esta imagen, tomada con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) muestra el joven sistema planetario PDS 70, ubicado a casi 400 años luz de la Tierra. El sistema presenta una estrella en su centro, alrededor de la cual orbita el planeta PDS 70 b. En la misma órbita que PDS 70b, un equipo científico ha detectado una nube de escombros que podrían ser los componentes básicos de un nuevo planeta o los restos de uno ya formado. La estructura en forma de anillo que domina la imagen es un disco circunestelar de material, a partir del cual se están formando planetas. De hecho, hay otro planeta en este sistema: el PDS 70c, que se ubica a las 3 en punto justo al lado del borde interior del disco. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / Balsalobre-Ruza et al.
Esta imagen, tomada con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), del cual ESO es socio, muestra el joven sistema planetario PDS 70, ubicado a casi 400 años luz de la Tierra. El sistema presenta una estrella en su centro, alrededor de la cual orbita el planeta PDS 70 b (resaltado con un círculo amarillo sólido). En la misma órbita que PDS 70b, indicada por una elipse amarilla sólida, los astrónomos han detectado una nube de escombros (rodeada por una línea punteada amarilla) que podrían ser los componentes básicos de un nuevo planeta o los restos de uno ya formado. La estructura en forma de anillo que domina la imagen es un disco circunestelar de material, a partir del cual se están formando planetas. De hecho, hay otro planeta en este sistema: el PDS 70c, que se ubica a las 3 en punto justo al lado del borde interior del disco. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) /Balsalobre-Ruza et al.
Esta imagen, tomada con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), muestra el joven sistema planetario PDS 70, ubicado a casi 400 años luz de la Tierra. El sistema presenta una estrella en su centro, alrededor de la cual orbita el planeta PDS 70 b (resaltado con un círculo amarillo sólido). En la misma órbita que PDS 70b, indicada por una elipse amarilla sólida, los astrónomos y astrónomas han detectado una nube de escombros (rodeada por una línea punteada amarilla) que podrían ser los componentes básicos de un nuevo planeta o los restos de uno ya formado. La estructura en forma de anillo que domina la imagen es un disco circunestelar de material, a partir del cual se están formando planetas. De hecho, hay otro planeta en este sistema: el PDS 70c, que se ubica a las 3 en punto justo al lado del borde interior del disco. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) /Balsalobre-Ruza et al.
Esta colorida imagen muestra el cielo alrededor de la débil estrella enana naranja PDS 70 (en el centro de la imagen). La estrella azul brillante a la derecha es χ Centauri. Crédito: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin
Esta colorida imagen muestra el cielo alrededor de la débil estrella enana naranja PDS 70 (en el centro de la imagen). La estrella azul brillante a la derecha es χ Centauri. Crédito: ESO/Digitized Sky Survey 2. Reconocimiento: Davide De Martin
Este mapa muestra la constelación meridional de Centauro y destaca la mayoría de las estrellas que son visibles a simple vista en una noche despejada. La estrella enana PDS 70 está marcada con un círculo rojo. Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope
Este mapa muestra la constelación meridional de Centauro y destaca la mayoría de las estrellas que son visibles a simple vista en una noche despejada. La estrella enana PDS 70 está marcada con un círculo rojo. Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope
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