Caracterización del disco protolunar del planeta PDS 70 c a través de modelado termoquímico y sus firmas espectrales (2025)
Los discos protoplanetarios (PPDs) constituyen el entorno en el que los sistemas planetarios se forman a partir del colapso gravitacional de una nube de naturaleza molecular. Durante su evolución, estos discos albergan procesos dinámicos y químicos, como la acreción viscosa, el transporte de momento angular y la formación de estructuras, tales como brechas y anillos, inducidos probablemente por planetas en formación. En particular, planetas gigantes suficientemente masivos generan pequeños discos a su alrededor denominados discos circumplanetarios (CPDs), los cuales actúan como reservorios locales de gas y polvo. Los CPDs se asocian con la formación de lunas. Su estructura y evolución están íntimamente vinculadas a las propiedades del PPD donde se encuentran embebidos, así como a los procesos físicos, como la migración planetaria y las interacciones gravitacionales. En sistemas como PDS 70, donde se ha detectado directamente un protoplaneta acompañado de su CPDs, permite integrar datos observacionales con simulaciones avanzadas. Estos sistemas representan laboratorios químicos ideales para conectar las propiedades globales del PPD con las dinámicas locales en los CPDs, profundizando nuestra comprensión de la estructura y composición de sistemas lunares jóvenes. En este trabajo se modela y caracteriza la estructura térmica, radiativa y química del CPD asociado al exoplaneta PDS 70 c, haciendo simulaciones con el código químico-radiativo ProDiMo y PsyCo. Este sistema es especialmente relevante porque constituye una observación directa de un planeta gigante en formación rodeado por su CPD, ofreciendo una oportunidad para estudiar la formación de lunas in situ. Entre los principales resultados obtenidos, se logró reproducir con éxito los datos fotométricos observacionales del disco protoplanetario en múltiples bandas, destacando una correspondencia entre el modelo y las observaciones en la mayoría de los rangos espectrales. Adicionalmente, se generaron espectros sintéticos en los rangos de infrarrojo cercano (NIRSpec) e infrarrojo medio (MIRI) del James Webb Space Telescope (JWST). Estos espectros proporcionan una base para proponer tiempos de observación optimizados y líneas espectrales, facilitando la detección de especies químicas clave y la validación de los modelos. Finalmente, se empleó PsyCo para simular la formación de embriones de lunas en dos escenarios de masa, alta y baja, y determinar sus abundancias químicas mediante ProDiMo. Estos resultados fueron utilizados como benchmark para comparar y validar el modelo con las lunas galileanas de Júpiter.