Imagen revolucionaria de ALMA revela génesis planetaria
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Imagen revolucionaria de ALMA revela génesis planetaria

5 Noviembre, 2014 / Tiempo de lectura: 9 minutes

Una nueva imagen obtenida por el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) reveló detalles hasta ahora desconocidos del disco protoplanetario que circunda una joven estrella. ALMA alcanzó esta capacidad de resolución sin precedentes separando las antenas por hasta 15 kilómetros1. Estos nuevos resultados representan un gran salto en el estudio del desarrollo de discos protoplanetarios y la formación de los planetas.

ALMA obtuvo la imagen más detallada que se ha logrado a la fecha de la estructura del disco que rodea HL Tauri2, una estrella similar a nuestro Sol que tiene un millón de años de edad y se encuentra a cerca de 450 años luz de la Tierra, en la constelación de Tauro. La imagen superó todas las expectativas y reveló una serie de anillos brillantes y concéntricos separados por vacíos.

Esta es la imagen más nítida jamás obtenida por ALMA, aún más precisa que las que se toman normalmente en luz visible con el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA. En ella vemos el disco protoplanetario que rodea a la joven estrella HL Tauri. Estas nuevas observaciones de ALMA revelan subestructuras dentro del disco que nunca antes se habían visto, e incluso muestran las posibles posiciones de los planetas formándose en las manchas oscuras dentro del sistema. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Esta es la imagen más nítida jamás obtenida por ALMA, aún más precisa que las que se toman normalmente en luz visible con el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA. En ella vemos el disco protoplanetario que rodea a la joven estrella HL Tauri. Estas nuevas observaciones de ALMA revelan subestructuras dentro del disco que nunca antes se habían visto, e incluso muestran las posibles posiciones de los planetas formándose en las manchas oscuras dentro del sistema. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Izquierda: Esta es una composición de imágenes que nos muestra a la joven estrella HL Tauri y sus alrededores. Está hecha con datos obtenidos por ALMA (ampliada en el marco superior derecho) y por el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA (resto de la imagen). Esta es la primera imagen de ALMA en la que se supera la nitidez que suelen alcanzar las imágenes del Hubble. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA Derecha: Esta imagen compara el tamaño del Sistema Solar con HL Tauri y el disco protoplanetario que la rodea. Aunque la estrella es mucho menor que el Sol, el disco alrededor de HL Tauri se extiende hasta casi tres veces la distancia que separa a Neptuno de nuestro Sol. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Izquierda: Esta es una composición de imágenes que nos muestra a la joven estrella HL Tauri y sus alrededores. Está hecha con datos obtenidos por ALMA (ampliada en el marco superior derecho) y por el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA (resto de la imagen). Esta es la primera imagen de ALMA en la que se supera la nitidez que suelen alcanzar las imágenes del Hubble. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA
Derecha: Esta imagen compara el tamaño del Sistema Solar con HL Tauri y el disco protoplanetario que la rodea. Aunque la estrella es mucho menor que el Sol, el disco alrededor de HL Tauri se extiende hasta casi tres veces la distancia que separa a Neptuno de nuestro Sol. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

"Estos rasgos corresponden seguramente a jóvenes cuerpos planetarios que están formándose en el disco. Esta revelación es sorprendente, puesto que las estrellas jóvenes no deberían tener grandes cuerpos planetarios capaces de producir las estructuras que vemos en esta imagen", explica Stuartt Corder, subdirector de ALMA.

"La primera vez que vimos la imagen quedamos impresionados con su espectacular nivel de detalle. Aunque HL Tauri tiene como mucho un millón de años, sus discos parecen ya estar llenos de planetas en formación. Esta mera imagen revolucionará las teorías sobre la formación de los planetas" , celebra Catherine Vlahakis, Deputy Program Scientist y científica jefa de programa en la Campaña de Línea Base Larga de ALMA.

Este video muestra una ilustración animada de la evolución del disco alrededor de HL Tauri. Del material del disco, compuesto principalmente por gas y fino polvo, empiezan a formarse planetas que barren el material de los alrededores, creando manchas oscuras y estructuras en forma de anillo en el interior del disco. Crédito: ESO/L. Calçada

Tamaña calidad de resolución solo es posible con la capacidad de configuración de largas líneas base que tiene ALMA y que proporciona a los astrónomos información nueva e imposible de obtener en otras instalaciones, incluso con el telescopio espacial Hubble. "La logística y la infraestructura necesarias para separar las antenas de esa forma requirieron una coordinación sin precedentes por parte del equipo internacional de ingenieros y científicos", señala Pierre Cox, director de ALMA. "Estas líneas base largas cumplieron uno de los grandes objetivos de ALMA y constituyen un impresionante hito tecnológico, científico e ingenieril", celebra.

Las estrellas como HL Tauri y nuestro Sol se forman dentro de nubes de gas y polvo que colapsan por efecto de la gravedad. Con el tiempo, las partículas de polvo que las rodean se aglutinan y van formando granos, piedritas y luego rocas que terminan dibujando un fino disco donde nacen asteroides, cometas y planetas. Una vez que adquieren masa suficiente, estos cuerpos planetarios alteran drásticamente la estructura del disco dando forma a anillos y vacíos a medida que los planetas limpian sus órbitas barriendo los desechos y relegan el polvo y el gas a zonas más reducidas y confinadas.

En esta ilustración vemos una estrella joven rodeada por un disco protoplanetario en el cual se forman planetas. Separando algunas antenas de ALMA hasta por 15 kilómetros, los astrónomos lograron captar la primera imagen detallada de un disco protoplanetario, revelando la compleja estructura del disco. En la ilustración pueden verse los anillos concéntricos de gas, con huecos que indican la formación de planetas, predichos por simulaciones computacionales. Ahora estas estructuras se han observado con ALMA por primera vez. Crédito: ESO/L. Calçada
En esta ilustración vemos una estrella joven rodeada por un disco protoplanetario en el cual se forman planetas. Separando algunas antenas de ALMA hasta por 15 kilómetros, los astrónomos lograron captar la primera imagen detallada de un disco protoplanetario, revelando la compleja estructura del disco. En la ilustración pueden verse los anillos concéntricos de gas, con huecos que indican la formación de planetas, predichos por simulaciones computacionales. Ahora estas estructuras se han observado con ALMA por primera vez. Crédito: ESO/L. Calçada
ALMA obtuvo la imagen más detallada que se ha logrado a la fecha de la estructura del disco que rodea HL Tauri, revelando detalles hasta ahora desconocidos del disco protoplanetario que circunda una joven estrella. Crédito: ALMA (/NRAO/ESO/NAOJ)
ALMA obtuvo la imagen más detallada que se ha logrado a la fecha de la estructura del disco que rodea HL Tauri, revelando detalles hasta ahora desconocidos del disco protoplanetario que circunda una joven estrella.
Crédito: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)
Impresión artística de un disco protoplanetario. Planetas recién formados pueden verse viajando alrededor de la estrella central, barriendo sus órbitas de polvo y gas. Estas mismas estructuras de anillo de enlace se observaron recientemente por ALMA alrededor de la joven estrella HL Tau. Crédito: National Science Foundation, A. Khan
Impresión artística de un disco protoplanetario. Planetas recién formados pueden verse viajando alrededor de la estrella central, barriendo sus órbitas de polvo y gas. Estas mismas estructuras de anillo de enlace se observaron recientemente por ALMA alrededor de la joven estrella HL Tau. Crédito: National Science Foundation, A. Khan

A la luz visible, HL Tau se ve parcialmente oscurecida por la densa nube de polvo y gas que la rodea. ALMA, sin embargo, es capaz de ver a través de la nube y estudiar estos procesos en su núcleo. Esta nueva imagen de ALMA demuestra con una claridad sin precedentes no solo que este proceso es una realidad, sino que también es más rápido de lo que se creía.

La investigación sobre estos discos protoplanetarios es fundamental para comprender cómo la Tierra se formó en el Sistema Solar. La observación de las primeras etapas de formación planetaria alrededor de HL Tauri también podría revelarnos cómo se veía nuestro propio sistema planetario cuando se formó, hace más de 4000 millones de años.

Este video nos lleva a la ubicación de HL Tauri en la constelación de Tauro, y revela la sorprendente profundidad y detalle que ALMA puede alcanzar ahora. HL Tauri se encuentra a una distancia de 450 años luz. El inicio de la secuencia de video muestra una visión amplia que incluye a los cúmulos estelares de las Pléyades y las Híades, para luego adentrarse en una imagen de luz visible muy detallada del telescopio espacial Hubble de NASA/ESA. Al final se muestra la nueva imagen de ALMA en longitudes de onda milimétricas. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA/N. Risinger (skysurvey.org). Music: movetwo

Este video muestra una impresión artística tridimensional del disco que rodea a la joven estrella HL Tauri tal como se observa con ALMA. Del material del disco, compuesto principalmente por gas y fino polvo, empiezan a formarse planetas que barren el material de los alrededores, creando manchas oscuras y estructuras en forma de anillo en el interior del disco. Crédito: ESO/M. Kornmesser

Director de NRAO, Tony Beasley analiza el impacto de las nuevas observaciones de ALMA en alta resolución de HL Tau. Crédito NRAO/AUI/NSF

Animación artística de un disco protoplanetario. Planetas recién formados pueden verse viajando alrededor de la estrella central, barriendo sus órbitas de polvo y gas. Estas mismas estructuras de anillo de enlace se observaron recientemente por ALMA en todo el HL Tau joven estrella. Crédito: National Science Foundation, A. Khan

Información adicional

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 Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), 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.

  1. Desde septiembre de 2014 ALMA ha estado observando el Universo con la configuración de línea base más larga que se ha usado a la fecha, en la que se separaron las antenas por hasta 15 kilómetros de distancia. Esta Campaña de Línea Base Larga se prolongará hasta el 1 de diciembre de 2014. La línea base es la distancia entre dos antenas del conjunto. En comparación, las demás instalaciones que observan en longitudes de onda milimétricas tienen antenas separadas por un máximo de 2 kilómetros, mientras que ALMA puede separarlas por hasta 16 kilómetros. Las futuras observaciones en longitudes de onda más cortas permitirán obtener imágenes aún más nítidas ↩
  2. Las estructuras se ven con una resolución equivalente a apenas 5 veces la distancia del Sol a la Tierra, correspondiente a una resolución angular de aproximadamente 35 miliarcosegundos, mejor que la que suele lograrse con el telescopio espacial Hubble de NASA/ESA. ↩

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