TW Hydrae, estimado en 10 millones de años de edad, es una de las estrellas jóvenes más cercanas a la Tierra. Gracias a la proximidad y el hecho de que su eje de rotación apunta más o menos en dirección a la Tierra, ofrece una visión de cara del sistema planetario en desarrollo.
Observaciones anteriores han demostrado que TW Hydrae está rodeada por un disco hecho de diminutas partículas de polvo. Este disco es el sitio de formación de planetas. Recientes observaciones de ALMA revelaron varias deficiencias en el disco. Algunos estudios teóricos sugieren que las diferencias son evidencia de la formación de planetas.
El equipo observó el disco alrededor de TW Hydrae con ALMA en dos frecuencias de radio. Dado que la relación de las intensidades de radio en diferentes frecuencias depende del tamaño de los granos de polvo, los investigadores pueden estimar el tamaño de los granos de polvo. La relación indica que las partículas de polvo pequeñas, de micrómetros de tamaño, dominan --y las partículas de polvo más grandes están ausentes-- en la brecha más prominente, con un radio de 22 unidades astronómicas.
¿Por qué las partículas de polvo más pequeñas quedan situadas selectivamente en el hueco del disco? Estudios teóricos han predicho que un hueco en el disco es creado por un planeta masivo, y que la interacción de la gravedad y la fricción entre las partículas de gas y polvo empujan el polvo más grande hacia fuera de la brecha, mientras que las partículas más pequeñas permanecen en la brecha. Los resultados de la observación actuales coinciden con estas predicciones teóricas.
Los investigadores calcularon la masa del planeta no detectado basándose en el ancho y la profundidad de la brecha de 22 unidades astrónomicas y encontraron que el planeta es probablemente un poco más masivo que Neptuno. "En combinación con el tamaño de la órbita y el brillo de TW Hydrae, el planeta sería un planeta gigante helado como Neptuno", dijo Tsukagoshi.
Tras este resultado, el equipo está planeando nuevas observaciones para comprender mejor la formación de planetas. Uno de sus planes es observar la polarización de las ondas de radio. Estudios teóricos recientes han demostrado que el tamaño de los granos de polvo se puede estimar con mayor precisión con las observaciones de polarización. El otro plan es para medir la cantidad de gas en el disco. Dado que el gas es el componente principal del disco, los investigadores esperan alcanzar una mejor estimación de la masa del planeta en formación.