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Un nuevo hallazgo acaba -una vez más- de hacer tambalearse las ideas asumidas entorno a la formación estelar y de los planetas. En esta ocasión los astrónomos han encontrado lo que parece una evidencia convincente de que los planetas comienzan a formarse mientras las estrellas aún se encuentran en sus estadios más infantiles.
El hallazgo, realizado por científicos de Instituto Max Planck de Física Extraterrestre -MPE- y el cual se describe en un artículo titulado Four annular structures in a protostellar disk less than 500,000 years old publicado en la revista Nature, se produjo gracias a las imágenes en alta resolución obtenidas por el telescopio ALMA, en las cuales se puede apreciar un disco proto-estelar joven con múltiples espacios y anillos de polvo. Se trata del ejemplo más detallado de un sistema joven de anillos de polvo que actúan como cunas cósmicas de futuros planetas, es decir, la órbita en que estos se formarán y afianzaran.
El descubrimiento se produjo cuando el equipo de Dominique Segura-Cox del MPE, apuntó a la protoestrella IRS 63 con el radio observatorio ALMA. Este sistema está a 470 años luz de la Tierra y se encuentra en las profundidades de la densa nube interestelar L1709 en la constelación de Ofiuco. Protoestrellas tan jóvenes como IRS 63 todavía están envueltas en una gran y masiva capa de gas y polvo llamada envoltura, de la cual se alimentan tanto la estrella en formación como el disco que la rodea.
«Solíamos pensar que las estrellas entraban en la edad adulta primero y eran las madres de los planetas. Ahora vemos que planetas y estrellas evolucionan juntos desde sus inicios»
En sistemas de más de 1.000.000 de años, después de que las protoestrellas han terminado de reunir la mayor parte de su masa y su envoltura ha desaparecido, es fácil detectar sistemas de anillos de polvo a su alrededor. IRS 63 es diferente: con menos de 500.000 años, la mitad de la edad de otras estrellas jóvenes con anillos de polvo a su alrededor, la protoestrella sigue en fase de crecimiento, es decir, acumulando masa de manera significativa.
Nube molecular de Ofiuco
Foto: MPE/D. Segura-Cox, Herschel data from ESA/Herschel/SPIRE/PACS/D. Arzoumanian
«Los anillos hallados en el disco alrededor del IRS 63 son muy jóvenes», enfatiza Segura-Cox. «Solíamos pensar que las estrellas entraban en la edad adulta primero y eran las madres de los planetas, que vinieron después. Pero ahora vemos que las protoestrellas y los planetas crecen y evolucionan juntos desde sus inicios, como hermanos».
La dura infancia de un planeta en formación
Los planetas enfrentan serios obstáculos durante sus primeras etapas de formación. Tienen que crecer a partir de ínfimas partículas de polvo; más pequeñas incluso que las del polvo doméstico aquí en la Tierra. «Los anillos en el disco del IRS 63 son precisamente enormes acumulaciones de polvo listos para combinarse y convertirse en planetas», señala la coautora del artículo, Anika Schmiedeke, también del MPE. No obstante, incluso después de que se haya acumulados un cantidad de polvo suficiente para formar un embrión planetario, el planeta que aún se está formando podría desaparecer engullido en un espiral por la gravedad hacia protoestrella. «Si los planetas comienzan a formarse muy temprano y a grandes distancias de la protoestrella, es posible que tengan más posibilidades de sobrevivir a este proceso», añade Schmiedeke.
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El equipo de investigadores descubrió además que alrededor de IRS 63 existe aproximadamente 0,5 veces la masa del planeta Júpiter en forma de polvo estelar girando a unas 20 unidades astronómicas de distancia del centro de la protoestrella, es decir, a una distancia similar a la órbita de Urano en nuestro sistema solar. Y eso sin contar la cantidad de gas, que podría añadir hasta 100 veces más masa al sistema protoplanetario.
«Se necesitan al menos 0,03 masas de Júpiter de material sólido para formar un núcleo planetario que acumule gas de manera eficiente y crezca para formar un planeta gaseoso gigante» explica Jaime Pineda, también miembro del equipo del MPE. «Estos resultados muestran que debemos centrarnos en los sistemas más jóvenes para comprender verdaderamente la formación de planetas» añade. Por ejemplo, existe una creciente evidencia de que Júpiter puede haberse formado mucho más lejos en el Sistema Solar, más allá de la órbita de Neptuno, y luego migrar hacia su ubicación actual. De manera similar, el polvo que rodea al IRS 63 muestra que hay suficiente material lejos de la protoestrella y en una etapa lo suficientemente joven como para que exista la posibilidad de que este análogo del Sistema Solar forme planetas de la forma en que se sospecha que se formó Júpiter.
Comparativa entre IRS 63 y el Sistema Solar
Foto: MPE/D. Segura-Cox, Herschel data from ESA/Herschel/SPIRE/PACS/D. Arzoumanian
«El tamaño del disco de IRS 63 es muy similar al de nuestro propio Sistema Solar», explica Segura-Cox. “Incluso la masa de la protoestrella es un poco menor que la de nuestro Sol. Se trata de un hallazgo increíble, ya que el estudio de discos de formación en planetas tan jóvenes alrededor de las protoestrellas puede darnos importantes conocimientos sobre nuestros propios orígenes» concluye la autora.
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