Simulaciones de supercomputadoras revelan el misterio de los planetas perdidos

Nuevas simulaciones de supercomputadoras muestran que después de crear un anillo en un disco de gas alrededor de una joven estrella, un planeta puede alejarse y dejar el anillo atrás. Según los investigadores, esto no solo refuerza la teoría del planeta para la formación de anillos. Las pruebas arrojaron que un planeta en migración puede producir una variedad de patrones que coinciden con los que realmente se observa en los discos.

Las estrellas jóvenes están rodeadas por discos protoplanetarios de gas y polvo. Uno de los conjuntos de radiotelescopios más poderosos del mundo, ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array), observó una variedad de patrones de anillos y huecos más densos y menos densos en estos discos protoplanetarios.

Los efectos gravitacionales de los planetas que se forman en el disco son una teoría para explicar estas estructuras, pero las observaciones de seguimiento en busca de planetas cerca de los anillos no tuvieron éxito en gran medida.

En esta investigación, un equipo de la Universidad de Ibaraki, la Universidad de Kogakuin y la Universidad de Tohoku en Japón utilizó la supercomputadora más poderosa del mundo dedicada a la astronomía, ATERUI II en el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, para simular el caso de un planeta que se aleja de su formación inicial.

Sus resultados mostraron que en un disco de baja viscosidad, un anillo formado en la ubicación inicial de un planeta no se mueve cuando el planeta migra hacia adentro. El equipo identificó tres fases distintas. En la Fase I, el anillo inicial permanece intacto a medida que el planeta se mueve hacia adentro. En la Fase II, el anillo inicial comienza a deformarse y un segundo anillo comienza a formarse en la nueva ubicación del planeta. En la Fase III, el anillo inicial desaparece y solo queda el último anillo.

Estos resultados ayudan a explicar por qué rara vez se observan planetas cerca de los anillos exteriores, y las tres fases identificadas en las simulaciones coinciden bien con los patrones observados en los anillos reales. Las observaciones de mayor resolución de los telescopios de próxima generación, que podrán buscar mejor los planetas cercanos a la estrella central, ayudarán a determinar hasta qué punto estas simulaciones coinciden con la realidad.

Estos resultados aparecieron en The Astrophysical Journal el 12 de noviembre de 2021.