El nacimiento arremolinado de los planetas captado por un telescopio espacial

Los astrónomos que estudian una estrella recién nacida han captado una visión detallada de los planetas que se forman a su alrededor, revelando una etapa nunca vista de la evolución planetaria.

Los grandes planetas gigantes gaseosos parecen estar abriendo una brecha en el disco de material que rodea a la estrella, y utilizando la gravedad para canalizar material a través de la brecha hacia el interior, ayudando a la estrella a crecer. Las simulaciones teóricas han predicho este tipo de puentes entre las partes externas e internas de los discos que rodean a las estrellas, pero hasta ahora no se había observado ninguno directamente.

Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), parcialmente terminado, para estudiar una estrella joven situada a unos 450 años luz de la Tierra. Identificaron dos delgados filamentos de gas que fluyen desde el disco exterior hacia el interior, a través de una amplia brecha cortada por planetas jóvenes.

"Actualmente, el único mecanismo conocido para producir tales flujos moleculares densos que atraviesan la brecha, con gas residual de monóxido de carbono más difusamente esparcido dentro de la brecha, es la formación planetaria", dijo a SPACE.com en un correo electrónico el científico principal, Simon Casassus, de la Universidad de Chile. [Vídeo: Planetas bebé forman un puente alrededor de una estrella].

Salvando las distancias

Lejos de la Tierra, la incipiente estrella HD 142527 se acerca al final de su proceso de formación. Con unos 2 millones de años, la joven estrella tiene aproximadamente el doble de masa que el Sol, aunque sigue creciendo lentamente. Un disco giratorio de polvo y gas sobrante de su formación rodea a la estrella, y a partir de este material se están creando planetas.

A medida que los planetas bebé, o planetesimales, viajan a través del disco, absorben el material que les rodea, creando huecos. Se han observado trayectorias de este tipo en varios sistemas recién nacidos. HD 142527 presenta un hueco que comienza en un punto equivalente a la posición de Saturno en el sistema solar y se extiende hacia el exterior 14 veces más lejos. La brecha, que los científicos habían medido anteriormente, es tan grande que se necesitarían varios planetas para limpiarla de escombros.

Utilizando ALMA para observar el sistema, Casassus y su equipo han descubierto que el espacio no está completamente vacío. Dos filamentos se extienden desde el disco exterior hacia el interior, lo que indica que existen al menos dos planetas jóvenes dentro del espacio.

La gravedad de los planetas atrae material del anillo exterior hacia el interior. Pero mientras parte del gas y del polvo cae en órbita alrededor de los jóvenes gigantes gaseosos, una fracción sobrepasa los planetesimales, viajando en cambio hacia el disco interior. Finalmente, la estrella absorbe el material.

Estos puentes son importantes para el crecimiento continuado del joven sol del sistema. El disco interior alrededor de la estrella es demasiado pequeño para sostener su crecimiento; Casassus y su equipo llegaron a la conclusión de que el disco alrededor de HD 142527 se agotaría en un año sin un puente. Los planetas que canalizan material desde el disco exterior hacia el interior ayudarían a nutrir su estrella.

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"Este gas residual fue predicho por todos los cálculos dinámicos, pero las detecciones anteriores no fueron tan claras y directas como el resultado de ALMA", dijo Casassus.

Los datos fueron tomados por ALMA durante su primer año de observación. El conjunto de 66 telescopios, instalado en Chile, aún está en construcción, pero debería estar terminado este año, momento en el que Casassus planea observar el sistema con mayor detalle.

Aunque el denso gas de los filamentos impediría una visión directa de los jóvenes planetas, el estudio del sistema con la mayor resolución del ALMA completado podría revelar nudos a lo largo de los filamentos que podrían indicar su ubicación.

Al mismo tiempo, un examen más preciso del gas sobrante en los huecos podría ayudar a los astrónomos a acotar la masa de los planetas en desarrollo.

La investigación se publicó en línea el 2 de enero en la revista Nature.