Una imagen del observatorio ALMA ha ofrecido evidencia convincente de que los planetas comienzan a formarse mientras las estrellas infantiles aún están creciendo .
La foto del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array muestra un disco proto-estelar joven con múltiples espacios 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.
Un equipo internacional de científicos dirigido por Dominique Segura-Cox en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) en Alemania apuntó a la protoestrella IRS 63 con el radioobservatorio 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 Ophiuchus.
Protoestrellas tan jóvenes como IRS 63 todavía están 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.
Foto: MPE/D. Segura-Cox
En sistemas de más de un millón 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 grandes cantidades. IRS 63 es diferente: con menos de 500 mil años, tiene menos de la mitad de la edad de otras estrellas jóvenes con anillos de polvo y la protoestrella seguirá creciendo significativamente en masa.
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"Los anillos en el disco alrededor del IRS 63 son tan jóvenes", enfatiza en un comunicado Segura-Cox. "Solíamos pensar que las estrellas entraban en la edad adulta primero y luego eran las 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 planetas enfrentan 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 del IRS 63 son enormes acumulaciones de polvo, listos para combinarse en planetas", señala la coautora Anika Schmiedeke de MPE.
Foto: MPE/D. Segura-Cox
Sin embargo, incluso después de que el polvo se amontona para formar un embrión planetario, el planeta que aún se está formando podría desaparecer girando en espiral hacia adentro y ser consumido por la protoestrella central. Si los planetas comienzan a formarse muy temprano y a grandes distancias de la protoestrella, es posible que sobrevivan mejor a este proceso.
El equipo de investigadores descubrió que hay alrededor de 0.5 masas de polvo de Júpiter en el disco joven del IRS 63 a más de 20 unidades astronómicas de su centro, eso sin contar la cantidad de gas, que podría agregar hasta 100 veces más material. 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.
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Foto: MPE/D. Segura-Cox
El miembro del equipo Jaime Pineda de MPE agrega: "Estos resultados muestran que debemos centrarnos en los sistemas más jóvenes para comprender verdaderamente la formación de planetas". 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.
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"El tamaño del disco 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. El estudio de discos de formación de planetas tan jóvenes alrededor de protoestrellas puede darnos importantes conocimientos sobre nuestros propios orígenes".
nrv