Astrónomos han medido la masa de discos protoplanetario de un caótico sistema estelar que revela secretos sobre cómo se forman los planteras, confirmando que las inestabilidades gravitacionales desempeñan un papel clave en la formación planetaria.
Los resultados, obtenidos con la observación de la joven estrella Elias 2-27 mediante el telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array), desbloquean potencialmente uno de los misterios de la formación de planetas. Se publican en dos estudios separados en The Astrophysical Journal.
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Los científicos conocen a los discos protoplanetarios (discos formadores de planetas hechos de gas y polvo que rodean a las estrellas jóvenes recién formadas) como el lugar de nacimiento de los planetas. Sin embargo, el proceso exacto de formación de los planetas sigue siendo un misterio.
¿Cómo se forman los planetas?
La nueva investigación, dirigida por Teresa Paneque-Carreño, recién egresada de la Universidad de Chile y estudiante de doctorado en la Universidad de Leiden y el Observatorio Europeo Austral, y autor principal del primero de los dos artículos, se centra en descubrir el misterio de la formación de planetas.
Durante las observaciones, los científicos confirmaron que el sistema estelar Elias 2-27, una estrella joven ubicada a menos de 400 años luz de la Tierra en la constelación de Ophiuchus, exhibía evidencia de inestabilidades gravitacionales que ocurren cuando los discos que forman planetas llevan una gran fracción de la masa estelar del sistema.
"Cómo se forman exactamente los planetas es una de las principales preguntas en nuestro campo. Sin embargo, hay algunos mecanismos clave que creemos que pueden acelerar el proceso de formación de planetas", dijo Paneque-Carreño en un comunicado. "
Estrella causa interés entre los científicos
Las características únicas de Elias 2-27 lo han hecho popular entre los científicos de ALMA durante más de media década. En 2016, un equipo de científicos que utilizó ALMA descubrió un molinillo de polvo girando alrededor de la joven estrella. Se creía que las espirales eran el resultado de ondas de densidad, comúnmente conocidas por producir los brazos reconocibles de las galaxias espirales, como la Vía Láctea, pero en ese momento, nunca antes se habían visto alrededor de estrellas individuales.
"Descubrimos en 2016 que el disco Elias 2-27 tenía una estructura diferente a otros sistemas ya estudiados, algo que antes no se observaba en un disco protoplanetario: dos brazos espirales a gran escala. Las inestabilidades gravitacionales eran una fuerte posibilidad, pero el origen de estas las estructuras seguían siendo un misterio y necesitábamos más observaciones", dijo Laura Pérez, profesora asistente de la Universidad de Chile e investigadora principal del estudio de 2016.
Fenómenos nunca antes observados
Además de confirmar las inestabilidades gravitacionales, los científicos encontraron perturbaciones _o perturbaciones_ en el sistema estelar por encima y más allá de las expectativas teóricas. "Puede que todavía haya nuevo material de la nube molecular circundante cayendo sobre el disco, lo que hace que todo sea más caótico", dijo Paneque-Carreño, y agregó que este caos ha contribuido a fenómenos interesantes que nunca antes se habían observado, y para los que los científicos han sin una explicación clara.
"El sistema estelar Elias 2-27 es altamente asimétrico en la estructura del gas. Esto fue completamente inesperado, y es la primera vez que observamos tal asimetría vertical en un disco protoplanetario".
Paneque-Carreño agregó que si bien la nueva investigación ha confirmado algunas teorías, también ha planteado nuevas preguntas. "Si bien ahora se puede confirmar que las inestabilidades gravitacionales explican las estructuras espirales en el continuo de polvo que rodea a la estrella, también hay una brecha interna o material faltante en el disco, para lo cual no tenemos una explicación clara".
Una de las barreras para comprender la formación de planetas fue la falta de medición directa de la masa de los discos de formación de planetas, un problema abordado en la nueva investigación. La alta sensibilidad de la banda 6 de ALMA, junto con las bandas 3 y 7, permitió al equipo estudiar más de cerca los procesos dinámicos, la densidad e incluso la masa del disco.
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