Estos remolinos anaranjados de polvo son parte de una enorme colección de imágenes detalladas y nítidas de discos de escombros y polvo alrededor de estrellas jóvenes, que fueron publicadas esta semana por un equipo internacional de astrónomos. Las imágenes —obtenidas con el telescopio de 8 metros de Gemini Sur, utilizando la Cámara de Planetas de Gemini (GPI por sus siglas en inglés)— ilustra la variedad de formas y tamaños que los sistemas estelares pueden adoptar durante su infancia. Inesperadamente, la mayoría de estos sistemas muestra evidencia de formación planetaria.
Estas notables fotografías de discos de polvo corresponden a una selección de 26 imágenes nuevas obtenidas por la Cámara de Planetas de Gemini (GPI, por sus siglas en inglés) en el telescopio de Gemini Sur, un programa de NOIRLab de NSF y Observatorio AURA. Estas imágenes destacan la diversidad de formas y tamaños que estos discos pueden tomar y muestran hasta donde se extienden este tipo de sistemas proto-planetarios en sus primeros años. Las jóvenes estrellas que fueron fotografiadas, y que tienen un rango de edad que va de 10 millones de años hasta unos cuantos cientos de millones de años, se encuentran en la edad perfecta para asentarse y “criar” planetas. Los planetas en formación modelan el disco de polvo y dejan huecos y deformaciones que son pistas indirectas de la existencia y el movimiento de jóvenes exoplanetas.
Si bien los discos de escombros han sido fotografiados antes, este nuevo grupo de 26 discos representa una de las muestras más grandes que se obtienen con una calidad de datos altamente uniforme y muy consistente. Esto permite una comparación detallada de las observaciones, y un avance único en los estudios de discos de escombros. Al menos 13 de los discos conforman un laboratorio natural perfecto, y todos pertenecen a la asociación estelar Escorpión-Centauro, que se encuentra a unos 400 años luz de la Tierra. El grupo de estrellas, que nacieron en la misma región aproximadamente al mismo tiempo, permite a los astrónomos comparar la arquitectura de una variedad de sistemas planetarios jóvenes que se desarrollan bajo diferentes condiciones.
La Cámara de Planetas de Gemini (GPI) fue capaz de capturar estos discos polvorientos con la ayuda de ingeniería astronómica muy ingeniosa. GPI es sensible a la polarización de la luz, lo que le permite distinguir la luz del polvo dispersado (que es polarizada), de la luz no polarizada que emana de las estrellas. Esto le otorga a GPI la impresionante habilidad de mejorar el contraste de las imágenes y fotografiar discos que son 10 millones de veces más tenues que sus estrellas anfitrionas. Sin embargo, medir la polarización es apenas uno de los trucos que tiene GPI, ya que el instrumento también utiliza un coronógrafo y aprovecha sus sistemas de óptica adaptativa para obtener lo mejor de sus observaciones [1][2].
“Este descubrimiento fue posible gracias a la nitidez de la cámara GPI, adosada al telescopio de 8 metros del telescopio de Gemini Sur, ubicado en Cerro Pachón, Chile. Las condiciones de aire seco, la gran altitud y los cielos oscuros son la combinación perfecta para la investigación astronómica de vanguardia que nos permite imágenes tan nítidas como las que se obtienen desde el espacio, señaló el Director del Observatorio AURA en Chile, Dr. Mario Hamuy.” Combinando esta ubicación única con ingenio tecnológico, GPI es capaz de capturar imágenes tan nítidas como las del Telescopio Espacial Hubble, aunque con la capacidad de detectar objetos que están hasta tres veces más cerca de sus estrellas anfitrionas [3].
Las capacidades de observación de GPI permitieron el Estudio de Exoplanetas de la Cámara de Planetas de Gemini (GPIES por sus siglas en inglés), una investigación de 4 años para estudiar planetas gaseosos gigantes orbitando más de 500 estrellas jóvenes cercanas al Sol. Además de duplicar el número de de discos de escombros fotografiados con esta resolución, el estudio descubrió seis exoplanetas gigantes y cuatro enanas cafés. Investigaciones como GPIES son una forma perfecta de seleccionar objetivos para la próxima generación de telescopios espaciales y situados en tierra.
“El programa de instrumento visitante de Gemini continúa otorgando oportunidades únicas para instrumentos especializados como GPI, que operan en grandes telescopios terrestres. Una combinación que en este caso está entregando emocionantes nuevos detalles en el proceso de formación de planetas”, señaló Martin Still, Jefe de Programa de NSF para la asociación de Gemini
El estudio GPIES finalizó en 2019, pero la inversión y la capacidad técnica de la Cámara de Planetas de Gemini continuará con una actualización del hardware de GPI se actualizará para mejorar su resolución y sensibilidad [4]. El nuevo “GPI 2.0” está programado para ser instalado próximamente en Gemini Norte, en la cima de Mauna Kea, Hawai’i, desde donde buscará nuevos exoplanetas y discos de escombros en los cielos del hemisferio Norte. GPI 2.0 continuará explorando nuevos objetivos para la próxima generación de misiones de exoplanetas, preparando el escenario para obtener información crucial que permita revelar el misterio de la formación planetaria.
