Los investigadores utilizaron el observatorio ALMA en el desierto de Atacama en Chile para detectar un disco giratorio de materia que se acumula alrededor de uno de los dos planetas recién nacidos que orbitan una estrella joven llamada PDS 70, que se encuentra relativamente cerca de 370 años luz de la Tierra. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año, unos 9,5 billones de kilómetros (5,9 billones de millas). Esto se llama el disco circunplanetario, y aquí es donde nace la luna.

4/ Las observaciones explicarán cómo se forman las lunas y los planetas en los sistemas estelares jóvenes.

Crédito: @ESO N. Risinger (https://t.co/2Zlf8bC43V), DSS, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al.
Música: Electrónica Astral. pic.twitter.com/4QxTlE5Pis

—ESO (@ESO) 22 julio 2021

El descubrimiento, dicen los investigadores, ofrece una comprensión más profunda de la formación de planetas y lunas. Se han descubierto más de 4.400 planetas fuera de nuestro sistema solar, llamados exoplanetas. No se han descubierto discos circunplanetarios hasta la fecha porque todos los exoplanetas conocidos residen en un sistema solar “maduro” (completamente desarrollado), con la excepción de dos planetas gaseosos bebés que orbitan PDS 70.

“Esta observación es única, por mucho, y largamente esperada para probar teorías de formación de planetas y observar de primera mano el nacimiento de planetas y sus satélites”, dijo la astrónoma Myriam Benisty de la Universidad de Grenoble, quien dirigió el estudio publicado el jueves en Carta del diario de astrofísica.

En nuestro sistema solar, los impresionantes anillos de Saturno, un planeta en el que orbitan más de 80 lunas, son restos del antiguo disco de formación lunar, dijo el coautor del estudio Stefano Facchini del Observatorio Europeo Austral. La estrella naranja PDS 70, que tiene aproximadamente la misma masa que nuestro sol, tiene unos 5 millones de años, un abrir y cerrar de ojos en el tiempo cósmico. Estos dos planetas son aún más jóvenes. Estos dos planetas son similares (aunque más grandes) a Júpiter, el gigante gaseoso que es el planeta más grande de nuestro sistema solar. Alrededor de uno de los dos planetas, llamado PDS 70c, se observa un disco en formación de luna.

Los investigadores habían encontrado previamente evidencia temprana de un disco alrededor del planeta, pero ahora lo han confirmado. Ambos planetas están “todavía en su juventud”, dijo Facchini, y se encuentran en una etapa dinámica en la que aún están adquiriendo sus atmósferas.

PDS 70c orbita su estrella a una distancia de 33 veces la Tierra del sol, similar al planeta Neptuno en nuestro sistema solar. Benisty dijo que podría haber planetas adicionales hasta ahora no detectados en el sistema. Las estrellas explotaron y cobraron vida en nubes de gas y polvo interestelar esparcidas por toda la galaxia. El material restante que gira alrededor de la nueva estrella se fusiona para formar planetas, y los discos circunplanetarios que rodean a algunos de los planetas también producen lunas.

El mecanismo dominante que se cree que apoya la formación de planetas se llama “acreción del núcleo”, dijo el coautor del estudio Richard Teague del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica. “En este escenario, los diminutos granos de polvo, cubiertos de hielo, crecen gradualmente en tamaños cada vez más grandes a través de colisiones sucesivas con otros granos. Esto continúa hasta que los granos crecen hasta alcanzar el tamaño del núcleo del planeta, momento en el que el joven planeta tiene un potencial gravitatorio lo suficientemente fuerte como para acumular los gases que formarán su atmósfera”, dijo Teague.

Algunos planetas recién nacidos atraen un disco de material a su alrededor, en el mismo proceso que da lugar a planetas alrededor de estrellas que conduce a la formación de lunas alrededor de los planetas. El disco alrededor de PDS 70c, con un diámetro aproximadamente igual a la distancia de la Tierra al Sol, tiene suficiente masa para producir hasta tres lunas del tamaño de la Tierra. No está claro cuántos se formarán, si es que hay alguno.