Un equipo internacional de investigadores ha detectado inequívocamente, y por primera vez, la presencia de un disco alrededor de un exoplaneta -un planeta fuera de nuestro Sistema Solar - utilizando el Atacama Large Millimetre/submillimeter Array (ALMA), del que el Observatorio Europeo Austral (ESO) es socio.

El disco en cuestión, llamado disco circumplanetario, rodea al exoplaneta PDS 70c, uno de los dos planetas gigantes similares a Júpiter que orbitan a una estrella que se encuentra a casi 400 años luz de distancia. La comunidad astronómica ya había detectado antes indicios de la presencia de un disco "formador de lunas" alrededor de este exoplaneta, pero, como no podían distinguir claramente el disco de su entorno circundante, no han podido confirmar su detección hasta ahora.

"Nuestro trabajo presenta una clara detección de un disco en el que podrían estar formándose satélites", afirma Myriam Benisty, investigadora que ha liderado esta nueva investigación publicada hoy en la revista The Astrophysical Journal Letters. "Nuestras observaciones con ALMA se obtuvieron a una resolución tan exquisita que pudimos identificar claramente que el disco está asociado con el planeta y pudimos restringir su tamaño por primera vez", añade.

El disco tiene aproximadamente el mismo diámetro que la distancia que hay entre nuestro Sol y la Tierra

Con la ayuda de ALMA, Benisty y su equipo, los autores del trabajo descubrieron que el disco tiene aproximadamente el mismo diámetro que la distancia que hay entre nuestro Sol y la Tierra, y suficiente masa como para formar hasta tres satélites del tamaño de la Luna. Pero los resultados no solo son clave para descubrir cómo surgen las lunas. "Estas nuevas observaciones también son extremadamente importantes para probar teorías sobre formación de planetas que no se han podido corroborar hasta ahora", afirma Jaehan Bae, investigador y coautor del estudio.

Los exoplanetas tienen la respuesta

Los planetas se forman en discos polvorientos alrededor de estrellas jóvenes, horadando huecos a medida que engullen el material de este disco circunestelar que les permite crecer. En este proceso, un planeta puede adquirir su propio disco circumplanetario, que contribuye al crecimiento del planeta regulando la cantidad de material que cae sobre él. Al mismo tiempo, el gas y el polvo del disco circumplanetario pueden unirse en cuerpos cada vez más grandes a través de múltiples colisiones, lo que finalmente conduce al nacimiento de lunas.

“Todavía no está claro cuándo, dónde y cómo se forman los planetas y las lunas"

Pero la comunidad astronómica aún no entienden por completo los detalles de estos procesos. "En resumen, todavía no está claro cuándo, dónde y cómo se forman los planetas y las lunas", explica Stefano Facchini, investigador Fellow de ESO, también involucrado en la investigación.

Vistas de amplio campo y ampliación de un disco de formación de lunas visto con ALMA | ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al.

"Hasta ahora se han encontrado más de 4000 exoplanetas, pero todos han sido detectados en sistemas maduros. PDS 70b y PDS 70c, que forman un sistema que recuerda al par Júpiter-Saturno, son los dos únicos exoplanetas detectados hasta ahora que aún están en proceso de formación", explica Miriam Keppler, investigadora del Instituto Max Planck de Astronomía (Alemania) y una de las coautoras del estudio. "Por lo tanto, este sistema nos ofrece una oportunidad única para observar y estudiar los procesos de formación de planetas y satélites", añade Facchini.

Un exoplaneta en un sistema doble

PDS 70b y PDS 70c, los dos planetas que componen el sistema, fueron descubiertos por primera vez utilizando el Very Large Telescope (VLT) de ESO en 2018 y 2019 respectivamente, y dada su naturaleza única se han observado con otros telescopios e instrumentos muchas veces desde entonces.

Ahora, las últimas observaciones de alta resolución de ALMA, han permitido a la comunidad astronómica obtener más información sobre el sistema. Además de confirmar la detección del disco circumplanetario alrededor de PDS 70c y estudiar su tamaño y masa, descubrieron que PDS 70b no muestra evidencia clara de tener este tipo de disco, lo que indica que PDS 70c consumió toda la materia polvorienta que se encontraba en su lugar de nacimiento.

Referencia: A Circumplanetary Disk Around PDS70 c (The Astrophysical Journal Letters)