¿Cuánto tiempo lleva la formación de planetas? Quizás no tanto como pensábamos, según una nueva investigación.
Las observaciones realizadas con el Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA) muestran que la formación de planetas alrededor de estrellas jóvenes puede comenzar mucho antes de lo que pensaban los científicos.
Estos nuevos resultados fueron presentados en la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense. 243ª reunión. Cheng-Han Hsieh, Ph.D. candidato en Yale, presentó las nuevas observaciones.
“Las primeras observaciones de ALMA de discos protoplanetarios jóvenes han revelado muchos anillos y espacios hermosos, posibles sitios de formación de planetas”, dijo. “Me preguntaba cuándo empezaron a aparecer estos anillos y espacios en los discos”.
Hsieh se refiere a las conocidas imágenes de ALMA de discos protoplanetarios que son noticia desde hace unos años. Estas imágenes muestran los discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes con espacios que los científicos creen que son donde se están formando los planetas.
Pero esta imagen anterior y otras similares son imágenes de discos de Clase 2. Las nuevas imágenes de ALMA son parte del estudio CAMPOS (Corona australis, Aquila, chaMaeleon, oPhiuchus north, Ophiuchus y Serpens), que lleva el nombre de las nubes moleculares estudiadas en el estudio.
Muestran discos de Clase 0 y Clase 1, que son más jóvenes. Las Clases se refieren a la edad de las estrellas que albergan los discos. De hecho, a estas tempranas edades ni siquiera se les llama estrellas; ellos se llaman objetos estelares jóvenes (YSO.)
Una YSO de Clase 2 es una protoestrella con una fotosfera visible. Pero las nuevas imágenes muestran YSO y discos de Clase 0 y Clase 1. A estas edades tempranas, los YSO todavía se encuentran en las etapas de colapso y formación.
Un YSO es sólo un objeto de Clase 0 durante unos 10.000 años y un objeto de Clase 1 durante unos pocos cientos de miles de años. Así pues, encontrar anillos y huecos en los discos que rodean estos objetos estelares extremadamente jóvenes es, cuando menos, un avance sorprendente.
Si los planetas se están formando tan temprano en la vida de un sistema solar, esto desafía toda nuestra comprensión de cómo se forman los planetas.
Hay dos teorías sobre cómo se forman los planetas: la acreción del núcleo y la inestabilidad gravitacional.
En la acreción del núcleo, se forma un núcleo rocoso a partir de la colisión de planetesimales y, cuando tiene suficiente masa, atrae una envoltura gaseosa. Los científicos creen que así es como les gustan los grandes gigantes gaseosos Júpiter forma.
En la inestabilidad gravitacional, un disco protoplanetario se vuelve lo suficientemente masivo como para ser inestable y se formarán grupos unidos gravitacionalmente. Los grupos y fragmentos pasan a formar planetas.
“Es difícil formar planetas gigantes en un millón de años a partir del modelo de acreción del núcleo”, afirmó Cheng-Han Hsieh.
En la conferencia de prensa de la AAS, donde presentó su trabajo, le preguntaron a Hsieh si estas imágenes capturan las primeras etapas de la formación de planetas. ¿Es posible que el proceso comience incluso antes y simplemente no podamos verlo?
“Nuestro estudio está limitado por la resolución angular”, explicó Hsieh. “Nuestra resolución angular es de alrededor de 15 AU, por lo que sólo podemos detectar subestructuras como anillos y espacios mayores a 8 AU.
“Entonces, para ponerlo en perspectiva, la distancia entre el Sol y Saturno es 9 AU. Entonces, si hay una brecha o un anillo más grande que la distancia entre el Sol y Saturno, entonces podremos detectar esas subestructuras”.
“No vemos ninguna subestructura en los primeros sistemas, y esto podría deberse a que las subestructuras son más pequeñas desde el principio”, dijo Hsieh.
Ethan Siegel de “Comienza con una explosión” Hsieh hizo otra pregunta importante. “Es genial ver cómo aparece la estructura en estos primeros discos”, dijo Siegel.
“¿Hay alguna evidencia a favor o en contra de que lo que estamos viendo es una estructura de formación de planetas en lugar de una característica transitoria que se está tallando en el disco y que desaparecerá durante la evolución de este sistema planetario, como indican algunas simulaciones?”
“Para las simulaciones, si tienes planetas del tamaño de la Tierra o de Neptuno dentro del disco protoplanetario, comenzarán a acumular gas del gas circundante y luego, con el tiempo, formarán huecos y anillos”, dijo Hsieh.
“Por otro lado, diferentes inestabilidades como las perturbaciones en la densidad o la temperatura también pueden causar subestructuras. Por lo tanto, es muy difícil, a partir de observaciones, determinar si estas subestructuras son definitivamente causadas o no por un planeta o provienen de inestabilidades. “
Hsieh también explicó que es difícil saberlo con certeza y que es objeto de mucha investigación. También explicó lo importante que es detectar los huecos y los anillos, sin importar si son planetas o algún tipo de inestabilidad.
“Pero sigue siendo muy importante determinar cuándo se forman estas subestructuras porque, aunque no sabemos si hay un planeta en su interior, todavía nos da una escala de tiempo para la formación de planetas”, explicó Hsieh.
Esto se debe a que ni los planetas ni ninguna subestructura pueden formarse hasta que el disco se estabilice y la turbulencia disminuya. Entonces, incluso si en realidad no son planetas, su presencia indica que el disco protoplanetario se ha calmado lo suficiente como para que las estructuras y los planetas comiencen a formarse.
Si son planetas, entonces las imágenes muestran que pueden comenzar a formarse dentro de unos 300.000 años de vida del joven objeto estelar que alberga el disco. Sólo las observaciones futuras podrán decirnos si en realidad se trata de planetas.
Se está preparando para su publicación un artículo que presenta estas imágenes y resultados.
Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el artículo original.