Witnessing planet formation with ALMA

UDP astronomers led high-resolution ALMA survey of protoplanetary disks, obtaining remarkable images which seem to trace the formation of giant extrasolar planets. Even though the Sun and all of its planets were formed 4.5 billion years ago, nature has provided astronomers with natural laboratories where young exoplanets are currently forming, allowing us to observe the process from afar. One of the closest such laboratories is known as the Ophiuchus molecular cloud, at 140 pc (420 light years) form Earth. This molecular cloud contains almost 300 protoplanetary disks with ages ranging from < 0.5 to 3 million years. As part of the Ophiuchus Disk Survey Employing ALMA (ODISEA) project, an UDP-lead team of international astronomers has obtained images of 10 of the brightest protoplanetary disks in Ophiuchus with the maximum resolution provided by ALMA, corresponding to 3-5 astronomical units at the distance of targets. The ODISEA observations were combined with those of 5 additional objects previously observed by ALMA at similar resolution by a project called DSHARP. This resulted in the largest sample of objects observed so far with this level of detail in any given molecular cloud.

Las imágenes obtenidas con ALMA muestran una asombrosa diversidad de estructuras (anillos, surcos y cavidades), las cuales pueden entenderse en términos de la formación de planetas gigantes en discos protoplanetarios masivos. Si esta interpretación es correcta, esto implicaría que los planetas gigantes pueden formarse más rápido (y a mayor distancia de sus estrellas centrales) de lo que se creía posible con anterioridad. Si bien ALMA no puede obtener imágenes de los planetas directamente, puede ver el polvo subyacente en el disco protoplanetario y los surcos tallados en ellos por planetas en crecimiento. Las imágenes de ALMA obtenidas por el proyecto ODISEA son sumamente consistentes con las predicciones de modelos numéricos de evolución del polvo, los cuales incluyen procesos físicos tales como el crecimiento y la migración del polvo en presencia de planetas en formación. Confirmar este escenario requiere comparar las observaciones con modelos más detallados de objetos individuales y de diferentes etapas evolutivas. Dichas comparaciones se realizarán como parte del proyecto de doctorado del estudiante de la UDP Camilo González y del proyecto FONDECYT recientemente adjudicado al profesor de la UDP Lucas Cieza.

Más información:
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2021MNRAS.501.2934C/abstract