Discos protoplanetarios vistos por el telescopio ALMA, con una ilustración de un disco protoplanetario resaltado delante.(Crédito de la imagen: ESO/L. Calçada/Guerra-Alvarado et al.,)
Los astrónomos han descubierto que las nubes aplanadas de gas y polvo que rodean a las estrellas -las guarderías que dan origen a los planetas- suelen ser más pequeñas de lo que se pensaba. De hecho, algunos son tan pequeños que cabrían perfectamente en la órbita de la Tierra alrededor del Sol.
Además, las observaciones del equipo, realizadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), han revelado que estos llamados «discos protoplanetarios» son más comunes de lo que los científicos habían teorizado, ya que las pequeñas estrellas enanas rojas también pueden albergarlos.
Los astrónomos estudiaron 73 discos protoplanetarios en la región de Lupus, una destacada sección de formación estelar en el espacio situada a unos 400 años luz de la Tierra, en la constelación de Escorpio. El equipo descubrió muchas estrellas jóvenes que albergaban diminutos discos protoplanetarios, algunos de ellos no mucho más gruesos que la distancia entre la Tierra y el Sol (una unidad astronómica, o UA).
«Es asombroso descubrir que los discos protoplanetarios pueden ser tan pequeños y que son tan comunes», declaró a universeexpedition.com Paola Pinilla, miembro del equipo de estudio e investigadora del Laboratorio Mullard de Ciencias Espaciales del University College of London (UCL). «Como los discos grandes y brillantes son los más fáciles de observar, nuestra visión anterior del lugar de nacimiento de los planetas estaba sesgada».
(Crédito de la imagen: Guerra-Alvarado et al.)
El equipo también descubrió que la mayoría de los discos observados no mostraban ni huecos ni anillos.
Pinilla añadió que, gracias a las increíbles capacidades de ALMA, los astrónomos son finalmente capaces de caracterizar los pequeños y tenues discos alrededor de estrellas enanas rojas que tienen sólo entre un 10% y un 50% de la masa de nuestro sol. «Estas estrellas son las más comunes en nuestra galaxia, por lo que finalmente estamos revelando y comprendiendo las condiciones más comunes para la formación de planetas», dijo Pinilla.
Las condiciones ideales para las super-Tierras.
Durante la última década, los astrónomos han obtenido imágenes de cientos de discos protoplanetarios, descubriendo que, en general, son tan grandes que se extenderían más allá de la órbita de Neptuno, unas 30 UA.ALMA, un conjunto de 66 radiotelescopios situados en la región del desierto de Atacama, en el norte de Chile, no es ajeno a los discos protoplanetarios. Sin embargo, esta vez, el potente radiotelescopio se ha superado a sí mismo, encontrando grandes estructuras planetarias de 30 UA de ancho que, en realidad, podrían ser poco comunes en términos de la población total de estos objetos.
«Estos resultados cambian por completo nuestra visión de cómo es un disco protoplanetario “típico”», afirma en un comunicado el jefe del equipo, Osmar Guerra-Alvarado, de la Universidad de Leiden. «Sólo los discos más brillantes, que son los más fáciles de observar, muestran huecos a gran escala, mientras que los discos compactos sin tales subestructuras son en realidad mucho más comunes.»
En esta ilustración se muestran anillos concéntricos de color marrón amarillento en el espacio. (Crédito de la imagen: Universidad de Copenhague/Lars Buchhave)
El descubrimiento de un pequeño disco protoplanetario tiene implicaciones para el carácter común de un tipo particular de planeta extrasolar, o «exoplaneta», llamado super-Tierra.
Son mundos rocosos más masivos que la Tierra pero más pequeños que gigantes de hielo como Neptuno y Urano.
Las super-Tierras suelen tener masas entre dos y diez veces la de nuestro planeta. Los nuevos descubrimientos también podrían explicar por qué las super-Tierras tienden a encontrarse alrededor de estrellas de baja masa.
«Las observaciones también muestran que estos discos compactos podrían tener condiciones óptimas para la formación de las llamadas super-Tierras, ya que la mayor parte del polvo está cerca de la estrella, donde se encuentran típicamente las super-Tierras», dijo en el comunicado Mariana Sánchez, miembro del equipo del Observatorio de Leiden.
Estas enanas rojas de baja masa son las estrellas más comunes de la Vía Láctea y las condiciones que las rodean favorecen las super-Tierras, haciendo de estos primos más masivos de nuestro planeta natal los planetas más comunes de nuestra galaxia.
¿En qué tamaño de vivero creció la Tierra?
Nuestra preferencia por los discos protoplanetarios más grandes es natural. No sólo son más adecuados para la detección, como se ha explicado anteriormente, sino que parece que nuestro propio planeta creció en una guardería planetaria más grande hace unos 4.600 millones de años.
Una pista es el tamaño del Sol, que es entre dos y 10 veces mayor que el de las estrellas observadas con discos protoplanetarios más pequeños.
En segundo lugar, las condiciones en las que se formó el sistema solar fueron suficientes para crear gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno. Las observaciones del equipo de los discos pequeños implican que quizá no puedan dar a luz mundos tan grandes.
«El descubrimiento de que la mayoría de los discos pequeños no muestran huecos implica que la mayoría de las estrellas no albergan planetas gigantes», dijo en el comunicado Nienke van der Marel, miembro del equipo e investigadora del Observatorio de Leiden. «Esto es coherente con lo que observamos en las poblaciones de exoplanetas alrededor de estrellas completamente desarrolladas. Estas observaciones vinculan directamente la población de discos con la de exoplanetas.»
Finalmente, nuestro sistema planetario carece de una super-Tierra, cuya creación parece favorecida por los pequeños discos protoplanetarios.
El impacto duradero de esta investigación puede ser el establecimiento de un «eslabón perdido» entre las observaciones de discos protoplanetarios y las observaciones de diferentes tipos de exoplanetas alrededor de estrellas.
«La investigación demuestra que hemos estado equivocados durante mucho tiempo sobre el aspecto de un disco típico», dijo van der Marel. «Claramente, hemos estado sesgados hacia los discos más brillantes y grandes. Ahora por fin tenemos una visión completa de discos de todos los tamaños».
La investigación del equipo se publicó el miércoles (26 de marzo) en el sitio de repositorio de artículos arXiv.
