A search of massive companions around young stars with VLT/NaCo

Abstract

En los últimos años, observaciones obtenidas con el Telescopio ALMA han revelado una alta abundancia y ubicuidad de subestructuras en discos de formación planetaria, siendo los más comunes una combinación de anillos brillantes y zurcos oscuros. El origen de dichas subestructuras sigue siendo desconocido, puesto que se ha mostrado que existen múltiples y variados mecanismos capaces de crear las estructuras observadas. Sin embargo, una de las teorías más favorecidas para explicar la presencias de anillos y zurcos en estos sistemas es la existencia de un compañero planetario inserto al interior del disco. El objetivo de esta Tesis es el lograr la detección de planetas en etapas tempranas de su evolución al interior de discos protoplanetarios. Para esto, se analizan observaciones de alto contraste en la banda L (3.8 μm) de 10 discos de formación planetaria, parte de la muestra del "Disks Substructures At High Angular Resolution Project"(DSHARP). Las observaciones en la banda L son procesadas mediante el uso de múltiples algoritmos de .Angular Differential Imaging"(ADI), los cuales nos permiten resolver fuentes puntuales a partir de una separación proyectada de entre 0.4.a 0.5", dependiendo del sistema. El uso de múltiples algoritmos también permite la comparación entre estos, en caso de una detección. Reportamos la detección de dos fuentes puntuales; una ubicada a una separación de 1.1"para el sistema RU Lup, y otra ubicada a 0.42.en el sistema Elias 24. En el caso de RU Lup, se comparo el movimiento propio del objeto con observaciones obtenidas con el istrumento SPHERE durante el año 2017. Este análisis muestra que el movimiento propio es consistente con el de un objeto estacionario de fondo, descartando la posibilidad de un compañero planetario. En el caso de Elias 24, no existen detecciones previas que permitan realizar el mismo análisis. Sin embargo, la comparación entre los resultados de los diferentes algoritmos de ADI, junto con tests de inyección de planetas y el hecho de que la posible detección se ubica dentro de uno de los zurcos observados por ALMA, refuerzan la idea de que se trata de una detección real, aunque no es posible confirmarlo en esta etapa. Asumiendo que la detección corresponde a un planeta real, nuestros análisis sugieren una masa que puede variar entre los 0.5 MJup a 5MJup, dependiendo de la presencia de un disco circumplanetario y su contribución a la luminosidad de la fuente en la banda L . Para todos los demás discos de la muestra no se obtienen detecciones de fuentes puntuales. A partir de los resultados del procesamiento ADI se obtienen mapas de contraste y masa, los cuales permiten derivar límites de detección en magnitud y masa a diferentes separaciones, en conjunto con mapas de probabilidad de detección. Estos resultados nos permiten descartar la presencia de compañeros planetarios con masas superiores a 5MJup para toda la muestra, y sugieren la presencia de compañeros planetarios con masas inferiores a este límite, lo cual es consistente con modelos hidrodinámicos y señales cinemáticas en los discos.