La formación de planetas alrededor de estrellas jóvenes inicia mucho antes de lo previsto

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La formación de planetas alrededor de estrellas jóvenes inicia mucho antes de lo previsto

Esta imagen de ALMA muestra el disco protoplanetario que rodea a la joven estrella HL Tauri. ALMA revela algunas de las subestructuras del disco, como espacios donde se pueden estar formando planetas. Sólo mejores observaciones podrán decirnos eventualmente si estos espacios son planetas. /ESO/ALMA

Investigaciones recientes han revelado que la formación de planetas alrededor de estrellas jóvenes puede comenzar mucho antes de lo que se creía anteriormente. El equipo de astrónomos, liderados por Cheng-Han Hsieh, de la Universidad de Yale, utilizó la matriz milímetro/submilimétrica de Atacama (ALMA).

 

El estudio

El enfoque de Hsieh se basa en observaciones previas de ALMA de discos protoplanetarios de clase 2, los cuales exhiben brechas y anillos que indican la posible formación de planetas.

Las nuevas imágenes de ALMA provienen del estudio CAMPOS, nombrado así por las nubes moleculares estudiadas en la investigación (Corona Australis, Aquila, ChaMaeleon, Ophiuchus North, Ophiuchus y Serpens). Este se centra en los discos de clase 0 y clase 1, que representan las etapas más tempranas de su tipo.

Las clases hacen referencia a la edad de las estrellas, también conocidas como Jóvenes Objetos Estelares (YSO, por sus siglas en inglés), que albergan estos discos. Las YSOs de clase 0 y clase 1 se encuentran en las primeras etapas de su formación. Mientras que la clase 0 tiene una duración aproximada de 10,000 años, la clase 1 persiste durante unos pocos cientos de miles de años.

 

Formación planetaria 

El hallazgo de anillos y brechas en estos discos extremadamente jóvenes resulta sorprendente y desafía nuestra comprensión sobre la formación planetaria, sugiriendo que este proceso podría tener lugar mucho antes en la vida de un sistema solar de lo que se pensaba previamente.

Existen dos teorías fundamentales respecto a la formación planetaria: la acumulación de núcleo y la inestabilidad gravitacional. La acumulación de núcleo implica la formación de un núcleo rocoso a partir de la colisión de planetesimales, seguido por la atracción de una envoltura gaseosa. Este proceso se considera una explicación plausible para la formación de gigantes gaseosos como Júpiter

En cambio, la inestabilidad gravitacional ocurre cuando un disco protoplanetario alcanza una masa tal que se fragmenta en grupos gravitacionalmente unidos. Con el tiempo, estos se consolidan para formar planetas.

Cheng-Han Hsieh destaca que la formación de planetas gigantes en un período inferior al millón de años supone un desafío bajo el modelo de acumulación central. Sin embargo, las nuevas imágenes de ALMA podrían estar capturando las fases iniciales del proceso de formación planetaria.

 

Otras razones 

La resolución angular de la encuesta alcanza aproximadamente 15 UA (unidades astronómicas), lo que permite la detección de subestructuras mayores a 8 UA. Para contextualizar, la distancia entre el sol y Saturno es de alrededor de 9 UA. La posible ausencia de subestructuras en los primeros sistemas puede atribuirse a su tamaño más reducido en las etapas iniciales.

Además, si bien las simulaciones sugieren que los planetas son capaces de forjar brechas y anillos, otras inestabilidades, como la densidad o las perturbaciones de temperatura también darían lugar a subestructuras. Es difícil determinar solo a partir de observaciones si estas características provienen de planetas o inestabilidades.

Independientemente de su origen, la detección de estas subestructuras es fundamental, ya que indican que el disco protoplanetario se ha asentado y calmado lo suficiente para que las estructuras y potencialmente planetas comiencen a formarse.

Si estas características corresponden a planetas, implicaría que el proceso de formación planetaria puede iniciar en aproximadamente 300,000 años desde el inicio de la vida de un objeto estelar joven, mucho antes de lo que se creía.

La presentación de este descubrimiento tuvo lugar en la 243ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana. Los científicos se encuentran preparando un artículo para su publicación, donde presentarán estas imágenes y sus resultados.

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