Los astrónomos pueden haber atrapado las primeras etapas de los planetas que nacen alrededor de las estrellas infantiles.
El descubrimiento se produjo cuando un equipo de científicos estudió 78 nubes aplanadas de gas y polvo aplanadas, o «discos protoplanetarios», en la región de formación de estrellas de Ophiuchus. Esta guardería estelar, también conocida como el complejo de la nube Rho Ophiuchi, se encuentra a unos 460 años luz de la Tierra, lo que la convierte en la región más cercana formadora de estrellas para nuestro sistema solar.
El equipo descubrió anillos, espirales y otras subestructuras invisibles en las nubes que forman un planeta en forma de plato alrededor de una serie de estrellas de solo unos pocos cientos de miles de años. Si eso parece antiguo, considere esto: nuestra estrella de mediana edad, el sol, tiene 4.600 millones de años.
Los hallazgos del equipo sugieren que las estrellas y los planetas evolucionan juntos en entornos ricos en gas y polvo.
Investigar la coevolución de planetas y estrellas
Las estrellas nacen cuando regiones demasiado densas en vastas nubes de gas y polvo llamadas nubes moleculares colapsan bajo su propia gravedad. Este colapso crea una protostar envuelta en una envoltura de material prenatal del que continúa recogiendo masa.
Esta cosecha de materia continúa hasta que la estrella sea lo suficientemente masiva como para desencadenar la fusión de hidrógeno a helio en el corazón de la estrella, el proceso nuclear que define qué es una estrella de secuencia completamente cultivada o principal.
El resultado final es una estrella joven rodeada por un disco aplanado de gas y polvo dentro del cual los planetas pueden comenzar a formarse. Cuando los planetas comienzan a tomar forma en estos discos, su influencia gravitacional puede reunir o expulsar materiales. Ese proceso da lugar a las subestructuras en el disco protoplanetario.
Sin embargo, la gran pregunta es: ¿en qué punto de la evolución de los sistemas planetarios comienzan a aparecer estas subestructuras?
Esa es una pregunta que los astrónomos han estado tratando de responder utilizando la matriz milímetro/submilímetro de Atacama, una matriz de 66 antenas en el norte de Chile que trabajan juntas para actuar como un solo telescopio.
En particular, dos grandes programas realizados por Alma, Dsharp y Edisk, han descubierto detalles intrincados de estructuras en discos protoplanetarios.
DSHARP descubrió que tales estructuras son comunes en los discos que rodean a 20 estrellas jóvenes menores de 1 millón de años. Mientras tanto, Edisk estudió protostars más jóvenes que tienen entre 10,000 y 100,000 años y, por lo tanto, todavía en su etapa de cosecha de materia. Esto reveló que las estructuras presentes alrededor de las estrellas de alrededor de 1 millón de años están ausentes alrededor de las estrellas 10 y 100 veces más jóvenes.
Eso implica que las características de un disco protoplanetario dependen de la edad de su estrella central.
El equipo del nuevo estudio analizó las estrellas con edades entre las estudiadas en los programas DSHARP y EDISK, recurriendo a imágenes de súper resolución proporcionadas por el software público llamado «Módulo de Python para imágenes de interferometría de radio con modelado escaso», o (priismo), y aplicó esto a los datos de archivo de Alma.
Esto permitió a los investigadores obtener una resolución tres veces mayor de lo que proporciona los procedimientos estándar para la mitad de los discos protoplanetarios de imágenes. Los resultados del equipo se vieron reforzados por el hecho de que su muestra de Ophiuchus fue cuatro veces mayor que la utilizada en los programas DSHARP y Edisk.
La investigación reveló que 27 de los 78 discos examinados tenían estructuras de anillo o espiral, 15 de las cuales nunca antes habían sido vistas.
Esto reveló subestructuras en discos que tienen anchos 30 veces la distancia entre la Tierra y el Sol (30 unidades astronómicas). Esto, a su vez, implica que las subestructuras se forman mucho antes de lo que se pensaba anteriormente, mientras que tales discos aún son abundantes con gas y polvo.
En otras palabras, las estrellas y planetas infantiles parecen evolucionar juntos, al menos, en la guardería estelar de Ophiuchus.
«Estos hallazgos, que cerraron la brecha entre los proyectos Edisk y DSHARP, fueron habilitados por las imágenes innovadoras que permite lograr tanto la alta resolución como una gran cantidad de muestras», dijo Ayumu Shoshi, líder de equipo e investigador de la Universidad de Kyushu, en un comunicado. «Si bien estos hallazgos solo se refieren a los discos en Ofiuchus, los estudios futuros de otras regiones formadoras de estrellas revelarán si esta tendencia es universal».
La investigación del equipo se publicó en las publicaciones de la Sociedad Astronómica de Japón.
