Basándose en las observaciones multibanda del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) de la polarización del polvo, se midió por primera vez la estructura del campo magnético en un disco protoplanetario. Un equipo dirigido por el Profesor Asistente de Proyectos, Satoshi Ohashi (NAOJ), investigó la polarización del polvo en el disco protoplanetario alrededor de la joven estrella HD 142527, analizando los datos de observación de ALMA de longitudes de onda de 0,9, 1, 2 y 3 mm.
Como resultado, descubrieron una fuerte polarización del polvo del disco, debida principalmente al campo magnético. Además, pudieron estimar con éxito la fuerza y la estructura tridimensional del campo. Esta investigación puede ayudar a comprender el papel de los campos magnéticos en la formación de planetas.
Para estudiar el origen de la vida, es importante comprender cómo se forman los planetas similares a la Tierra. Se piensa que un planeta se forma acumulando gradualmente polvo y gas interestelar dentro de un disco protoplanetario que rodea a una estrella joven. Sin embargo, aún quedan muchos misterios por resolver sobre el entorno de formación de los planetas y las condiciones físicas en el interior del disco protoplanetario.
Uno de esos misterios es el campo magnético. Se cree que es un factor crucial para determinar la turbulencia y el movimiento de la materia en un disco protoplanetario. Sin embargo, ha sido difícil observar el campo magnético en un disco protoplanetario. El campo magnético es un campo vectorial invisible producido por un imán o una corriente eléctrica. Este campo influye en la materia y la energía, al igual que hace el campo magnético de la Tierra. Esta fuerza invisible existe en todas partes del Universo y tiene mucho que ver con la formación de estrellas y planetas.
Ohashi y su grupo de investigación llevaron a cabo observaciones de ALMA en 3 mm de la polarización del polvo en el disco protoplanetario alrededor de HD 142527. Analizaron los mecanismos de polarización combinando sus nuevos datos con los datos archivados de observaciones de ALMA de longitudes de onda de 0,9, 1 y 2 mm de HD 142527. Encontraron, en la parte sur (el lado inferior en la figura 1), el mismo patrón de polarización en todas las longitudes de onda observadas, lo que sugiere que este patrón de polarización caracterizado (el vector de polarización es el mismo que la dirección radial del disco y tiene una fuerte polarización superior al 10%) es causado por el campo magnético.
Además, el grupo de investigación descubrió que la dirección del campo magnético varía ligeramente a lo largo de la dirección de rotación del disco. Pensaron que estos cambios de dirección están causados por la estructura tridimensional del campo magnético. Estimaron que la intensidad del campo magnético es de unos 0,3 miligauss a lo largo de la dirección de rotación y de unos 0,1 miligauss tanto en la dirección vertical como en la dirección hacia la estrella central. El equipo sugiere que esta estructura tridimensional podría crear un fuerte campo de turbulencias dentro del disco.
Hasta ahora se han encontrado muchos discos protoplanetarios, pero ésta es la primera vez que se puede observar la estructura detallada del campo magnético. Curiosamente, no se esperaba teóricamente que el campo magnético tuviera un cierto nivel de fuerza hacia la estrella central y en la dirección vertical del disco alrededor de una estrella joven como HD 142527, por lo que se necesitan más investigaciones.
Satoshi Ohashi afirma: “Hemos encontrado las condiciones para observar el campo magnético en un disco protoplanetario y hemos proporcionado un método para medir la estructura tridimensional y la fuerza del campo magnético. Por tanto, nuestros hallazgos pueden ser de gran ayuda para las futuras observaciones de los campos magnéticos de los discos protoplanetarios”. Por otro lado, durante la formación de planetas como la Tierra, en condiciones muy turbulentas los granos de polvo interestelar chocan entre sí a gran velocidad y se autodestruyen, lo que podría impedir la formación de planetas. Aunque esta vez hemos observado el campo magnético relativamente lejos de la estrella central, en el futuro será importante observar los campos magnéticos en los lugares de formación de planetas cercanos a las estrellas centrales, como la Tierra. Nuestros hallazgos allanarán el camino a futuras investigaciones para comprender cómo influye el campo magnético en la formación de planetas».