Astrónomos observan más de 80 estrellas jóvenes que podrían tener planetas a su alrededor

Las impactantes imágenes, capturadas utilizando el Telescopio Muy Grande (VLT) del Observatorio Europeo Austral en Chile, representan uno de los sondeos más grandes jamás realizados sobre discos en formación planetaria.

Discos de formación planetaria en tres nubes de la Vía Láctea. Crédito: ESO/C. Ginski, A. Garufi, P.-G. Valegård et al.

La investigación reúne observaciones de más de 80 estrellas jóvenes que podrían tener planetas formándose a su alrededor, proporcionando a los astrónomos una abundancia de datos e ideas únicas sobre cómo surgen los planetas en diferentes regiones de nuestra galaxia.

«Esto realmente representa un cambio en nuestro campo de estudio», dijo Christian Ginski, profesor en la Universidad de Galway, Irlanda, y autor principal de uno de los tres nuevos artículos publicados hoy en Astronomy & Astrophysics. «Hemos pasado del estudio intensivo de sistemas estelares individuales a esta amplia visión de regiones enteras de formación estelar».

Hasta la fecha, se han descubierto más de 5500 planetas orbitando estrellas distintas al Sol (exoplanetas), a menudo en sistemas marcadamente diferentes al nuestro sistema solar. Para comprender dónde y cómo surge esta diversidad, los astrónomos deben observar los discos ricos en polvo y gas que envuelven a las estrellas jóvenes, las verdaderas cunas de la formación planetaria. Estos discos son mejor encontrados en enormes nubes de gas donde las estrellas mismas están formándose.

Al igual que los sistemas planetarios maduros, las nuevas imágenes muestran la extraordinaria diversidad de los discos en formación planetaria.

«Algunos de estos discos muestran enormes brazos espirales, presumiblemente impulsados por el intrincado ballet de planetas en órbita», describió Ginski.

«Otros muestran anillos y grandes cavidades esculpidas por planetas en formación, mientras que otros parecen suaves y casi inactivos entre toda esta actividad», agregó Antonio Garufi, astrónomo en el Observatorio Astrofísico de Arcetri, Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), y autor principal de uno de los artículos.

El disco de formación planetaria en MWC 758 visto por SPHERE y ALMA. Crédito: ESO/A. Garufi et al.; R. Dong et al.; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

El equipo estudió un total de 86 estrellas en tres regiones diferentes de formación estelar en nuestra galaxia: Tauro y Camaleón I, ambas a unos 600 años luz de la Tierra; y Orión, una nube rica en gas a aproximadamente 1600 años luz de nosotros que se conoce como el lugar de nacimiento de varias estrellas más masivas que el Sol. Las observaciones fueron recopiladas por un gran equipo internacional, que incluyó científicos de más de 10 países.

El equipo pudo obtener varias ideas clave del conjunto de datos. Por ejemplo, en Orión descubrieron que las estrellas en grupos de dos o más eran menos propensas a tener discos grandes de formación planetaria. Este es un resultado significativo dado que, a diferencia de nuestro Sol, la mayoría de las estrellas en nuestra galaxia tienen compañeras. Además, la apariencia desigual de los discos en esta región sugiere la posibilidad de que planetas masivos estén incrustados en ellos, lo que podría estar causando que los discos se deformen y se desalineen.

De puntos a discos

Aunque los discos en formación planetaria pueden extenderse a distancias cientos de veces mayores que la distancia entre la Tierra y el Sol, su ubicación a varios cientos de años luz de nosotros los hace parecer diminutos puntos en el cielo nocturno.

Discos de formación planetaria en la nube de Orión. Crédito: Crédito: ESO/P.-G. Valegård et al.; IRAS.

Para solventar esto, el equipo utilizó el sofisticado instrumento SPHERE montado en el VLT de ESO, cuyo sistema avanzado de óptica adaptativa extrema corrige los efectos turbulentos de la atmósfera terrestre, proporcionando imágenes nítidas. Esto permitió al equipo obtener imágenes nítidas de los discos alrededor de estrellas con masas tan bajas como la mitad de la del Sol, que son típicamente demasiado débiles para la mayoría de los otros instrumentos disponibles hoy en día.

Discos de formación planetaria en la nube de Tauro. Crédito: ESO/A.Garufi et al.; IRAS.

Datos adicionales para el estudio se obtuvieron utilizando el instrumento X-shooter del VLT, que permitió a los astrónomos determinar la juventud y la masa de las estrellas. El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), a su vez, ayudó al equipo a comprender más sobre la cantidad de polvo que rodea algunas de las estrellas.

A medida que avanza la tecnología, el equipo espera adentrarse aún más en el corazón de los sistemas de formación planetaria. El gran espejo de 39 metros del próximo Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, por ejemplo, permitirá al equipo estudiar las regiones más internas alrededor de estrellas jóvenes, donde podrían estar formándose planetas rocosos similares a los de nuestro propio sistema solar.

Discos de formación planetaria en la nube de Camaleón. Crédito: ESO/C. Ginski et al.; ESA/Herschel.

Por ahora, estas imágenes espectaculares proporcionan a los investigadores un tesoro de datos para desentrañar los misterios de la formación planetaria.

«Es casi poético que los procesos que marcan el comienzo del viaje hacia la formación de planetas y, en última instancia, de la vida en nuestro propio sistema solar, sean tan hermosos», concluyó Per-Gunnar Valegård, estudiante de doctorado en la Universidad de Ámsterdam, Países Bajos, quien lideró el estudio en Orión.

Valegård, también profesor a tiempo parcial en la Escuela Internacional Hilversum en los Países Bajos, espera que las imágenes inspiren a sus alumnos a convertirse en científicos en el futuro.