Descubren planetas formándose de manera precoz y con facilidad en sistemas solares jóvenes

Antes de que se inventaran las cámaras y la fotografía, era imposible saber qué aspecto teníamos justo antes de nacer. La única forma de tener una idea era ir a una sala de neonatología, mirar bien a algún recién nacido y suponer que éramos más o menos parecidos.

A los astrónomos les pasa algo parecido cuando tratan de entender cómo se formó nuestro Sistema Solar, hace 4.600 millones de años. Como en esa época no había nadie que sacara fotos, no hay imágenes de ese acontecimiento. Ahora bien, lo que sí se puede hacer es observar otros sistemas solares recién formados para entender cómo se forman los planetas.

Y eso fue justamente lo que hizo un numeroso equipo internacional de astrónomos. Gracias a ALMA, los investigadores estudiaron en detalle 20 sistemas solares jóvenes que se encuentran cerca de nosotros, y de ellos aprendieron muchas cosas nuevas.

Ya se sabía que los planetas se forman en discos planos que rodean las estrellas recién nacidas. En estos discos protoplanetarios, las partículas de polvo o hielo se aglomeran para formar objetos cada vez más grandes. El resultado es el surgimiento de verdaderos planetas que orbitan alrededor de la estrella central.

Como ALMA capta las ondas milimétricas de las tibias partículas de polvo, los astrónomos pueden mapear la distribución del polvo en los jóvenes discos protoplanetarios. Y lo que descubrieron fue que el polvo no está distribuido de manera uniforme, sino que en cada disco hay anillos brillantes, con más polvo que el promedio, y surcos oscuros con menos polvo.

Lo más probable es que los anillos y surcos sean generados por la gravedad de grandes planetas que ya se están formando. Pero algunas de las estrellas estudiadas por ALMA tienen menos de 1 millón de años, y nadie esperaba que los planetas masivos se formaran tan rápido tras el nacimiento de una estrella.

Las nuevas imágenes de ALMA también aclaran un misterio relativo al nacimiento de los planetas pequeños y rocosos. Sucede que nadie entendía cómo los planetas similares a la Tierra podían formarse a partir de pequeñas partículas de polvo. Esto, porque los discos protoplanetarios contienen mucho gas, y la fricción con el gas frenaría las diminutas partículas de polvo. En consecuencia, el polvo recaería en la estrella antes de poder aglomerarse y formar rocas más grandes.

Sin embargo, en los anillos descubiertos por ALMA, las aglomeraciones de partículas de polvo están bien apretadas, y pueden formar lo que se conoce como trampas de polvo, donde son menos vulnerables al efecto del gas. De esa forma, pueden fácilmente ir formando estructuras cada vez más grandes.

Algunos de los discos protoplanetarios estudiados por ALMA también presentan arcos o estructuras en espiral. Nadie sabe cómo se forman. Pero las 20 nuevas imágenes obtenidas sin duda ayudarán a los astrónomos a entender mejor los orígenes de nuestro Sistema Solar.


¿Qué se observó?

Los discos protoplanetarios observados con ALMA son todos más o menos grandes y se encuentran relativamente cerca; a lo más, a unos cientos de años luz de distancia. Y son todos muy jóvenes, pues no superan el millón de años. Las partículas de polvo de los discos emiten radiación milimétrica que puede ser detectada por ALMA. Al disponer las 66 antenas de ALMA lo más apartadas posible unas de otras, los astrónomos pudieron ver muchos detalles en los discos, como los brillantes anillos y oscuros surcos. Estas observaciones formaron parte de un gran programa de observación llamado Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP; ‘Proyecto de Observación de Subestructuras de Discos en Alta Resolución Angular’).

¿Quiénes observaron?

Este proyecto, dedicado a la observación de un gran número de discos protoplanetarios con ALMA, fue encabezado por cuatro astrónomos: Sean Andrews, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (EE. UU.), Andrea Isealla, de la Universidad Rice (EE. UU.), Laura Pérez, de la Universidad de Chile, y Cornelis Dullemond, de la Universidad de Heidelberg (Alemania). Junto con sus colegas, Sean, Andrea, Laura y Cornelis han publicado al menos 10 artículos sobre los resultados del proyecto en la revista The Astrophysical Journal Letters.

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