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ALMA Descubre Claves Esenciales para la Formación de Planetas en Sistemas Binarios

En la 244ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS), investigadores presentaron descubrimientos revolucionarios sobre la formación de planetas en sistemas binarios, utilizando las capacidades del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile y el telescopio Keck II en Hawái.



Impresiones artísticas de los sistemas binarios DF Tau y FO Tau. Crédito: S. Dagnello, NSF/AUI/NRAO
Impresiones artísticas de los sistemas binarios DF Tau y FO Tau. Crédito: S. Dagnello, NSF/AUI/NRAO


El programa pionero de alta resolución angular ha proporcionado nuevos conocimientos sobre los discos circunestelares, los cuales son esenciales para la formación planetaria. Sin embargo, los factores que aseguran que estos discos perduren el tiempo suficiente para la formación de planetas y las causas de su disipación prematura siguen siendo un misterio. El estudio de discos en sistemas binarios jóvenes antes de la secuencia principal resulta crucial para comprender estas dinámicas.


Detalles del Estudio

Los investigadores utilizaron imágenes milimétricas de ALMA y espectroscopía de alta resolución con el espectrómetro NIRSPEC del telescopio Keck II para examinar discos circunestelares en sistemas binarios. Este enfoque les permitió controlar los parámetros orbitales y resaltar las relaciones críticas entre las propiedades de los discos y sus estrellas anfitrionas.


Caso de Estudio: DF Tau y FO Tau

  1. DF Tau:

  • Separación: 14 unidades astronómicas (au) en una órbita alargada.

  • Hallazgos: ALMA detectó polvo frío en dos discos circunestelares. Un disco está magnéticamente bloqueado y acumulando material, mientras que el otro muestra erosión en su región interna y parece desacoplado de su estrella central, que gira rápidamente. Esto sugiere una posible conexión entre la rotación estelar, el bloqueo magnético del disco y la disipación temprana del mismo.

  1. FO Tau:

  • Separación: 22 au en una órbita más circular.

  • Hallazgos: Los discos circunestelares están bien alineados con la órbita binaria. Ambos componentes muestran velocidades de rotación moderadas y parecen magnéticamente bloqueados a sus discos. Este comportamiento revela información sobre la longevidad y la dinámica de disipación de los discos.


Implicaciones y Futuras Investigaciones de ALMA

Las observaciones de ALMA han mostrado subestructuras intrincadas en los discos, como patrones espirales, espacios y formaciones de anillos alrededor de estrellas individuales y compañeras binarias amplias. Aunque no se resolvieron subestructuras específicas en DF Tau y FO Tau, determinar las propiedades masivas de los discos en sistemas binarios cercanos representa un avance significativo en nuestra comprensión de los entornos de formación de planetas.


El estudio ha sido respaldado por los premios NSF AST-1313399 y AST-2109179, y el Premio Keck PI Data de la NASA, administrado por el Instituto de Ciencias de Exoplanetas de la NASA. Los datos fueron obtenidos en el Observatorio WM Keck, gracias al apoyo de la Fundación WM Keck y la colaboración entre la NASA, el Instituto de Tecnología de California y la Universidad de California.


Reconocimientos y Apoyo

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) es una colaboración internacional entre la ESO, la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS) de Japón, en cooperación con Chile. ALMA está financiada por ESO, NSF, el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC), el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (NSTC) de Taiwán, la Academia Sínica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI).


Las operaciones de ALMA son dirigidas por ESO, el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) y el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ). El Observatorio Conjunto ALMA (JAO) gestiona la construcción, puesta en marcha y operación de ALMA.


Estos hallazgos no solo mejoran nuestra comprensión de la dinámica de los discos circunestelares, sino que también allanan el camino para futuros descubrimientos sobre los mecanismos de formación planetaria, un área crucial para la astronomía y el estudio de la vida en el universo.

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