Las estrellas y los planetas crecen juntos como hermanos

Unos astrónomos han encontrado pruebas convincentes de que los planetas se empiezan a formar cuando las protoestrellas aún están creciendo. Una imagen de alta resolución obtenida con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) muestra un joven disco protoestelar con múltiples huecos y anillos de polvo. Este nuevo resultado, recién publicado en Nature, muestra el ejemplo más joven y detallado de anillos de polvo que actúan como cunas cósmicas, donde las semillas de los planetas se forman y se afianzan.

El equipo internacional de científicos dirigido por Dominique Segura-Cox en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) en Alemania apuntó hacia la protoestrella IRS 63 con el radio observatorio ALMA. Este sistema se encuentra a 470 años luz de la Tierra y está ubicado en lo profundo de la densa nube interestelar L1709 en la constelación de Ofiuco. Protoestrellas tan jóvenes como la IRS 63 están todavía envueltas en una gran y masiva capa de gas y polvo llamada envoltura, y la protoestrella y el disco se alimentan de este depósito de material.

En sistemas más antiguos de 1.000.000 de años, después de que las protoestrellas han terminado de reunir la mayor parte de su masa, se han detectado previamente anillos de polvo en gran número. El IRS 63 es diferente: con menos de 500.000 años de edad, tiene menos de la mitad de la edad de otras estrellas jóvenes con anillos de polvo y seguirá creciendo significativamente en masa. "Los anillos del disco alrededor de IRS 63 son muy jóvenes", enfatiza Segura-Cox. "Solíamos pensar que las estrellas entraban primero en la edad adulta y luego se hacían madres de los planetas que vinieron después. Pero ahora vemos que las protoestrellas y los planetas crecen y evolucionan juntos desde los primeros tiempos, como hermanos".

Los exoplanetas se enfrentan a serios obstáculos durante sus primeras etapas de formación. Tienen que crecer a partir de diminutas partículas de polvo, más pequeñas que el polvo doméstico aquí en la Tierra. "Los anillos en el disco de IRS 63 son grandes montones de polvo, listos para combinarse en forma de planetas", señala la coautora Anika Schmiedeke en MPE. Sin embargo, incluso después de que el polvo se agrupe para formar un embrión planetario, el planeta que aún se está formando podría desaparecer cayendo en espiral y siendo consumido por la protoestrella central. Si los planetas comienzan a formarse muy pronto y a grandes distancias de la protoestrella, pueden sobrevivir mejor a este proceso.

Los anillos y huecos del disco de polvo de IRS 63 comparados con un boceto de las órbitas de nuestro propio Sistema Solar a la misma escala y orientación del disco de IRS 63. La ubicación de los anillos es similar a la de los objetos de nuestro Sistema Solar, con el anillo interior del tamaño de la órbita de Neptuno y el anillo exterior un poco más grande que la órbita de Plutón. (Foto: MPE/D. Segura-Cox)

El equipo de investigadores encontró que hay alrededor de 0,5 masas jovianas (la masa de Júpiter) de polvo en el joven disco de IRS 63 a más de 20 unidades astronómicas de su centro (a una distancia similar a la órbita de Urano en nuestro sistema solar). Eso sin contar la cantidad de gas, que podría sumar hasta 100 veces más material. Se necesitan al menos 0,03 masas de Júpiter de material sólido para formar un núcleo planetario que acumule eficientemente el gas y crezca para formar un planeta gigante gaseoso. El miembro del equipo Jaime Pineda del MPE añade: "Estos resultados muestran que debemos centrarnos en los sistemas más jóvenes para entender realmente la formación de los planetas". Por ejemplo, cada vez hay más pruebas de que Júpiter puede haberse formado realmente mucho más lejos en el Sistema Solar, más allá de la órbita de Neptuno, y luego haber migrado hacia el interior hasta su ubicación actual. De forma similar, el polvo que rodea a IRS 63 muestra que hay suficiente material lejos de la protoestrella y en una etapa lo suficientemente joven como para que este análogo del Sistema Solar pueda formar planetas de la forma en que se sospecha que se formó Júpiter.

"El tamaño del disco es muy similar al de nuestro propio Sistema Solar", explica Segura-Cox. "Incluso la masa de la protoestrella es solo un poco menor que la de nuestro Sol. Estudiar estos jóvenes discos formadores de planetas alrededor de protoestrellas puede darnos importantes conocimientos sobre nuestros propios orígenes". (Fuente: NCYT Amazings)