Los astrónomos siempre han estado cautivados por el misterio de cómo se forman los planetas. Lo que sabemos hasta ahora es que los planetas comienzan como discos giratorios de gas y polvo alrededor de estrellas recién nacidas. Estos discos protoplanetarios eventualmente se fusionan formando planetas, impulsados por la gravedad. Sin embargo, a pesar de su importancia, observar los mundos que se desarrollan dentro de los discos sigue siendo difícil de alcanzar. Ahora tres universidades están solicitando la ayuda del poderoso Telescopio Espacial James Webb (JWST) en su investigación.
La Universidad de Michigan (U-M), la Universidad de Arizona (UArizona) y la Universidad de Victoria han colaborado recientemente en tres estudios para obtener nuevos conocimientos sobre la dinámica del disco protoplanetario. Utilizando el Telescopio Espacial Hubble, los datos del Atacama Large Millimeter Array y el poder de imágenes del JWST, los científicos han comenzado a reconstruir las primeras fases de la formación y las interacciones de los planetas. Para ello, el equipo utilizó JWST para ayudar a observar los discos protoplanetarios HL Tau, SAO 206462 y MWC 758 con la esperanza de detectar planetas que pudieran estar formándose. Los artículos, publicados en The Astronomical Journal, reconstruyeron interacciones nunca antes vistas entre los discos de formación de planetas y la envoltura de gas y polvo que rodea a las estrellas jóvenes.
Los científicos descubrieron un candidato a planeta alrededor de SAO 206462 que puede ofrecer una ventana al proceso de nacimiento planetario. Pero esta posibilidad no era el enorme y brillante gigante gaseoso que esperaban, lo que sugiere que el objeto podría ser mucho más frío o estar oculto por gas, lo que dificultaría su descubrimiento.
“Varias simulaciones sugieren que el planeta debería estar dentro del disco, masivo, grande, caliente y brillante. Pero no lo encontramos. Esto significa que, o el planeta es mucho más frío de lo que pensamos, o puede estar oscurecido por algún material que nos impide verlo”, dijo el astrónomo de la UM Gabriele Cugno, coautor de los tres artículos.
“Lo que hemos encontrado es un candidato a planeta diferente, pero no podemos decir con 100% de certeza si es un planeta o una estrella o galaxia de fondo tenue que contamina nuestra imagen. Las observaciones futuras nos ayudarán a comprender exactamente lo que estamos viendo”.
Estas investigaciones descubren la posibilidad de formación de planetas y la compleja arquitectura interna de los discos. Por ejemplo, el disco que rodea a HL Tau tiene espacios y anillos similares a los del Sistema Solar primitivo. Aún así, las enormes nubes de polvo impiden el desarrollo de la observación directa de los planetas.
“El problema es que lo que estamos tratando de detectar es cientos de miles, si no millones de veces, más débil que la estrella”, dijo Cugno. “Eso es como intentar detectar una pequeña bombilla junto a un faro”.
El disco de HL Tau es conocido por tener varios anillos y espacios a escala del sistema solar que podrían albergar planetas.
“Si bien hay un montón de evidencia de la formación de planetas en curso, HL Tau es demasiado joven y tiene demasiado polvo intermedio para ver los planetas directamente”, dijo Jarron Leisenring, astrónomo del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona. “Ya hemos comenzado a observar otros sistemas jóvenes con planetas conocidos para ayudar a formar una imagen más completa”.
El JWST reveló detalles inesperados de una característica diferente: la envoltura protoestelar; esencialmente una densa afluencia de polvo y gas que rodea a una estrella joven que apenas comienza a unirse. Bajo la influencia de la gravedad, el material del medio interestelar cae hacia el interior de la estrella y del disco, donde sirve como materia prima para los planetas y sus predecesores.
No hay nuevos planetas, pero los astrónomos se están acercando
La ausencia de planetas en los discos detectados puede revelar tanta información como su presencia. Esto sugiere que los planetas con debilidad, proximidad a sus estrellas anfitrionas o cobertura de polvo podrían ser responsables de dar forma a las características del disco, como huecos y brazos espirales. Esto contribuye a mejorar el conocimiento sobre la temperatura del disco, la masa planetaria y la distribución de materiales.
Kevin Wagner, miembro del Hubble/Sagan de la NASA en el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona, llevó a cabo la investigación de la Universidad de Arizona que examinó el disco protoplanetario del MWC 758. Esta investigación más reciente no encontró ningún planeta nuevo, pero el estudio permitió a los astrónomos poner los límites más estrictos hasta el momento a los planetas que creen que podrían estar allí. Por un lado, los resultados descartan la existencia de planetas adicionales en las regiones exteriores, lo que es consistente con un solo planeta gigante que impulsa los brazos espirales.
“La falta de planetas detectados en los tres sistemas nos dice que los planetas que causan las brechas y los brazos espirales están demasiado cerca de sus estrellas anfitrionas o son demasiado débiles para ser vistos con el JWST”, dijo Wagner, coautor de los tres estudios. “Si esto último es cierto, nos dice que tienen una masa relativamente baja, una temperatura baja, están envueltos en polvo o alguna combinación de las tres, como probablemente sea el caso en el MWC 758”.
Saber cómo se mueven los discos protoplanetarios y cómo se forman los gigantes gaseosos es importante porque afecta la forma en que el agua y los minerales llegan a los planetas rocosos que se forman cerca de la estrella. Además, este estudio ayuda a los científicos a comprender cómo se forman los sistemas planetarios y a determinar las condiciones necesarias para que existan mundos habitables.
“Es realmente importante comprender cómo (estos planetas) se forman y evolucionan, y perfeccionar nuestras teorías”, dijo Michael Meyer, astrónomo de la UM y coautor de los tres estudios. “Algunos astrónomos piensan que estos planetas gigantes gaseosos regulan el suministro de agua a los planetas rocosos que se forman en las partes internas de los discos”.
Los artículos fueron publicados en The Astronomical Journal:
Fuente: ZME Science.
