Desvetllen per primera vegada detalls de l’adolescència dels sistemes planetaris

Desvetllen per primera vegada detalls de l'adolescència dels sistemes planetaris

Un equip internacional d'astrònoms i astrònomes, amb participació de la Universitat de La Laguna (ULL) i de l'Institut d'Astrofísica de Canàries (IAC), ha captat per primera vegada els detalls dels sistemes planetaris en una època que va estar envoltada de misteri durant molt de temps.

L'estudi, denominat ALMA survey to Resolve exoKuiper belt Substructures (ARKS), es basa en una sèrie de deu articles que es publiquen al mateix temps a la revista Astronomy and Astrophysics i s'ha realitzat amb el telescopi Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Gràcies a aquest treball s'han obtingut les imatges més nítides fins ara de 24 discs de pols estel·lar, els cinturons de pols que queden després de la formació dels planetes.

Aquests discs són l'equivalent còsmic de l'adolescència dels sistemes planetaris: són una mica més desenvolupats que els discs de formació planetària, però encara no han arribat a la maduresa. Aquests descobriments del projecte ARKS són molt valuosos per a la recerca de planetes joves i per a la comprensió de com se formen i reordenen en famílies, com els planetes del Sistema Solar.

En aquest sentit, Carlos del Burgo, investigador de la ULL i del IAC i membre del projecte ARKS, destaca el potencial d'ALMA per revelar estructures en discs: "ALMA continua revolucionant la nostra visió dels sistemes planetaris joves, revelant estructures complexes que estan potencialment esculpides pels planetes. Aquestes observacions, cada vegada més nítides, poden combinar-se amb curves de velocitat radial i curves de llum (per a sistemes amb planetes que intercepten la llum de les seves estrelles per a un observador donat) per millorar significativament la caracterització d'aquests mons emergents".

Meredith Hughes, professora associada d'astronomia a la Wesleyan University (EUA) i co-líder de aquest estudi, destaca: "Sovint hem vist imatges de la infància de planetes en formació, però fins ara, l'adolescència era un enllaç perdut". I afegeix: "Aquest projecte ens ofereix una nova perspectiva per interpretar els cràters de la Lluna, la dinàmica del Cinturó de Kuiper i el creixement de planetes grans i petits. És com afegir les pàgines que falten a l'àlbum familiar del Sistema Solar".

La contraparte d'aquesta fase evolutiva en el nostre Sistema Solar és el Cinturó de Kuiper, un anell de deixalles glaçats més enllà de Neptú que conserva un registre de col·lisions massives i migracions planetàries que van ocórrer fa milers de milions d'anys. Aquest nou estudi de 24 cinturons de discs de pols exoplan planetaris permet entendre millor què va viure el Sistema Solar mentre la Lluna s'estava formant i els planetes s'obrien camí cap als seus llocs definitius.

Troben un l'enllaç perdut clau de la formació planetària

Discs 'adolescents'

Els discs de pols són molt més dèbils, fins i tot milers de vegades més dèbils que els discs brillants rics en gas on es formen els planetes. L'equip ARKS ha superat el repte de produir imatges d'aquests discs amb un detall sense precedent.

Com a adolescents que eviten sortir a la foto, aquests discs són difícils de detectar per als astrònoms durant anys però, gràcies a ALMA, ara és possible admirar les seves estructures complexes: cinturons amb múltiples anells, halos amplis i llisos, vores afilades i fins i tot arcs i estructures inesperades.

"Observem una gran diversitat: no només anells simples, sinó cinturons amb múltiples anells, halos i fortes asimetries, cosa que revela un capítol dinàmic i complex en la història planetària", afegeix Sebastián Marino, líder del programa ARKS i professor associat de la Universitat d'Exeter (Regne Unit).

ARKS és l'estudi de discs de pols més gran i de resolució fins a la data, gràcies al qual s'ha comprovat que aproximadament un terç dels discs observats mostren subestructures clares (múltiples anells o forats distintius) que podrien haver-se format en etapes prèvies de la formació planetària o ser esculpides per planetes al llarg d'escalas de temps molt més llargues. Mentre que alguns discs hereten estructures intrincades, d'altres s'estenen en cinturons amplis, de manera similar a com s'espera que s'haja desenvolupat el Sistema Solar.

A més, molts discs mostren evidència de zones de calma i caos, amb regions verticalment inflades, semblants a la barreja d'objectes clàssics del Cinturó de Kuiper del nostre Sistema Solar i aquells dispersats per la migració de Neptú. Alguns discs retenen gas durant molt més temps del que s'esperava. En alguns sistemes, el gas remanent pot influir en la composició química dels planetes en creixement, o fins i tot desplaçar la pols cap a halos amplis. ARKS ha compartit aquesta riquesa de dades amb tota la comunitat.

El gas més antic i calent mai detectat en un cúmul de galàxies desafia els models cosmològics

Els resultats d'ARKS mostren que aquesta etapa adolescent és un període de transició i agitació. "Aquests discs han registrat un període en què les òrbites planetàries eren pertorbades i els grans impactes, com el que va forjar la Lluna, modelaven els sistemes solars joves", afirma Luca Matrà, cop-líder de l'estudi i professor associat del Trinity College Dublin (Írland).

El projecte ARKS és obra d'un equip internacional d'uns 60 científics, dirigit per la University of Exeter, el Trinity College Dublin i la Wesleyan University, amb participació de la ULL i l'IAC.

Referència:

Sebastià Marino et al. ALMA survey to Resolve exoKuiper belt Substructures (ARKS). Astronomy and Astrophysics (2026).

SINC
a través de l'Agència Sinc