Cuando decimos que algo es un “astilla del bloque viejo”, generalmente significa que lo nuevo comparte características básicas del objeto del que se originó. En los guijarros, eso significa literalmente que la composición mineral de la piedra más pequeña coincide con la de la roca más grande de la que se rompió. Para las personas, eso significa rasgos de personalidad, ADN, parecido con uno de los padres.
Pero en el caso de los planetas jóvenes, ese no parece ser el caso. Utilizando una técnica de imágenes relativamente nueva y altamente sensible, los astrofísicos que examinaron tanto el disco de polvo y gas que se fusionan para formar un planeta (así como el planeta mismo) encontraron una proporción significativamente diferente de dos componentes químicos clave. Un equipo de astrofísicos informó este hallazgo inesperado en Cartas de revistas astrofísicas.
“El disco tiene mucho carbono en comparación con el oxígeno y el planeta no”, dice Jason Wangastrofísico de la Universidad Northwestern y autor del artículo. “Ese fue el desajuste básico que encontramos”.
Aprendiendo cómo se forman los planetas
Este desajuste tiene profundas implicaciones en la comprensión de las formaciones planetarias, que Wang admite que son relativamente primitivas. Una razón es que las oportunidades de presenciar nacimientos planetarios son relativamente raras. Otra es que, hasta hace poco, los científicos tenían dificultades para separar los componentes químicos que aparecen como espectros de luz del disco, el nuevo planeta y los objetos cercanos, incluidos los restos de la estrella que produjo el disco de polvo que eventualmente se convierte en un protoplaneta.
Esta es la primera vez que se compararon las composiciones de carbono y oxígeno de una estrella en nacimiento, un disco natal y un protoplaneta utilizando una técnica que Wang y sus colegas habían desarrollado anteriormente para aislar la luz sólo del disco y el planeta. Básicamente, filtraron las ondas mucho más brillantes de la estrella en nacimiento.
“Es realmente difícil separarla porque la estrella es mucho más brillante”, dice Wang.
Becario de investigación del noroeste Chih Chun (“Dino”) Hsuque dirigió la parte de recopilación de datos del estudio, se sorprendió de lo que vio. Los hallazgos iban en contra de la sabiduría convencional de que la proporción de gases de carbono y oxígeno en la atmósfera de un planeta debería coincidir con la proporción de gases de carbono y oxígeno en su disco natal.
“Cuando Dino realizó ese análisis y obtuvimos el número, dije ‘Guau'”, dice Wang. Le sorprendió porque la observación tiene el potencial de cambiar la forma en que los astrofísicos entienden la formación planetaria.
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Visualización de nacimientos poco comunes
Ser testigo del nacimiento de un planeta es relativamente raro, dice Wang, porque ocurre en una escala de tiempo relativamente corta: unos pocos millones de años. Eso es una gota de agua en un sistema cuya escala de tiempo se mide en miles de millones.
Los científicos no sólo tuvieron la suerte de captar la formación planetaria en una ventana corta, sino que también tuvieron la suerte de verla ocurrir relativamente cerca: a sólo 366 millones de años luz de la Tierra. Eso está bastante cerca para los potentes telescopios del Observatorio Keck en Mauna Kea, Hawái.
Dos posibles explicaciones
Los científicos sospechan que dos posibles escenarios podrían explicar el sorprendente resultado. Una es que el planeta podría haberse formado antes de que el carbono entrara en el disco. Otra explicación es que el planeta creció absorbiendo sólidos, además de gases. Su técnica de obtención de imágenes sólo puede medir la composición de los gases.
Wang señala que, si bien la composición del planeta difiere del disco que le dio origen, se asemeja más a los materiales de la estrella que produjo el disco. “El disco son los restos de la formación estelar”, dice Wang. “Entonces, el material de nacimiento del planeta es el mismo material que el de la estrella”.
A continuación, el equipo comparará un planeta vecino surgido del mismo disco natal. El que ya han estudiado se llama PDS 70b. Volverán su instrumentación a su vecino, el PDS 70c.
Idealmente, desarrollarán técnicas para medir diferentes componentes básicos del universo, tal vez potasio, hierro o azufre.
“Queremos ir más allá del carbono y el oxígeno y estudiar otras cosas”, afirma Wang. “Sería realmente interesante buscar otros elementos”.
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Antes de unirse a la revista Discover, Paul Smaglik pasó más de 20 años como periodista científico, especializándose en políticas de ciencias biológicas de EE. UU. y cuestiones de carreras científicas globales. Comenzó su carrera en periódicos, pero pasó a revistas científicas. Su trabajo ha aparecido en publicaciones como Science News, Science, Nature y Scientific American.