Por Canuto  

El telescopio James Webb estudió 72 estrellas jóvenes similares al Sol y aportó nuevas pistas sobre cómo los vientos, los chorros y la radiación expulsan el gas de sus discos protoplanetarios, reduciendo el tiempo disponible para formar planetas.
***

  • El material para formar planetas escapa constantemente de los discos de gas y polvo que rodean a las estrellas infantiles.
  • Los chorros y vientos impulsados por campos magnéticos dominan al principio, mientras la fotoevaporación gana importancia cuando el disco se adelgaza.
  • Los gigantes gaseosos como Júpiter necesitan construir sus atmósferas antes de que desaparezca el gas disponible.

El Telescopio Espacial James Webb observó 72 estrellas jóvenes similares al Sol y aportó nuevas pistas de que la formación de planetas ocurre bajo una presión constante del tiempo. El material que sirve como bloque de construcción para esos mundos escapa de manera continua desde los discos protoplanetarios, estructuras giratorias de gas y polvo que rodean a las estrellas infantiles, por lo que la oportunidad de crear ciertos planetas puede desaparecer antes que la de otros.

El estudio ofrece una mirada amplia a las primeras etapas de los sistemas planetarios y ayuda a reconstruir cómo pudo formarse nuestro sistema solar alrededor del Sol infantil hace unos 4.600 millones de años. La investigación muestra que no existe un único mecanismo responsable de retirar el gas y el polvo: las fuerzas dominantes cambian conforme envejece el sistema.

Un reloj para los gigantes gaseosos

Los astrónomos utilizaron datos del Instrumento de Infrarrojo Medio, conocido como MIRI, instalado en el James Webb. Para seguir el material que abandona los discos, rastrearon señales del hidrógeno molecular, una de las moléculas más comunes en esas regiones donde el polvo y el gas pueden convertirse en nuevos planetas.

Cada una de las 72 estrellas representaba una etapa distinta de la vida temprana de un sistema estelar. Al combinar esas observaciones, el equipo pudo construir una especie de película científica sobre la evolución de los discos, en lugar de limitarse a una sola fotografía de un sistema planetario en un momento determinado.

La comparación permitió observar que los procesos que expulsan la materia no mantienen la misma intensidad ni el mismo protagonismo durante toda la evolución. Ese cambio resulta decisivo para determinar qué mundos todavía pueden formarse, porque un planeta rocoso como la Tierra necesita menos material que un gigante gaseoso con una atmósfera extensa.

Los gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno deben reunir sus enormes atmósferas mientras el disco aún conserva suficiente gas para suministrarlas. Naman Bajaj, investigador principal del equipo en la Universidad de Arizona, explicó que esos planetas tienen que completar ese ensamblaje antes de que los vientos y los chorros arrastren la materia prima hacia el espacio.

Vientos, chorros y radiación cambian de dominio

Durante las primeras fases de la evolución de un disco protoplanetario, los chorros y los vientos impulsados magnéticamente dominan la pérdida de masa. Los campos magnéticos que atraviesan el disco pueden canalizar material lejos de la estrella infantil, reduciendo gradualmente la reserva disponible para construir cuerpos planetarios y sus atmósferas.

Más adelante, el disco se vuelve más delgado y la luz de la estrella logra penetrarlo con mayor facilidad. En ese momento, los vientos y los chorros asociados con los procesos magnéticos se debilitan, mientras la radiación de alta energía de la estrella comienza a ionizar el gas y a expulsarlo hacia el espacio.

Ese proceso recibe el nombre de fotoevaporación y representa una etapa diferente en la desaparición del disco. La radiación no actúa necesariamente con la misma importancia desde el comienzo, sino que gana terreno cuando la estructura pierde densidad y queda más expuesta a la energía de la estrella que la rodea.

Uma Gorti, integrante del equipo e investigadora del Instituto SETI, señaló que el análisis permite observar en una muestra grande cómo cambian con el tiempo los mecanismos que eliminan el gas de los discos de formación planetaria. Según su explicación, la dispersión del disco establece un reloj fundamental: cuando el gas se termina, la posibilidad de construir planetas ricos en gas queda prácticamente cerrada.

Una película de la formación planetaria

Los resultados no describen un sistema único observado durante millones de años, sino que reúnen instantáneas de estrellas jóvenes ubicadas en diferentes momentos de su evolución. Esa estrategia permite comparar etapas y seguir una secuencia probable de transformación, aunque cada sistema estelar pueda tener sus propias condiciones y ritmos de cambio.

El hidrógeno molecular funcionó como un indicador del movimiento del material dentro y fuera de los discos. Al medir cómo se comporta esa molécula mediante observaciones infrarrojas, los científicos pueden estudiar regiones que resultan difíciles de analizar con luz visible y obtener una imagen más precisa de la materia que todavía permanece cerca de las estrellas infantiles.

La evolución observada también ayuda a explicar por qué no todos los planetas enfrentan la misma urgencia. Los mundos rocosos pequeños requieren una cantidad menor de gas para completar su formación, mientras que los gigantes gaseosos necesitan acumular grandes envolturas antes de que la dispersión elimine la fuente que las alimenta.

En ese sentido, el destino de un planeta puede depender de cuándo logra reunir sus componentes y no solamente de la cantidad total de material existente en el disco. La investigación publicada en The Astronomical Journal el martes 25 de agosto vincula la desaparición del gas con el cierre de distintas ventanas de formación planetaria.

El próximo paso será medir la pérdida

El trabajo también demuestra que el James Webb puede estudiar la dispersión del gas y el polvo alrededor de estrellas infantiles individuales, además de comparar una muestra amplia de sistemas jóvenes. Esa capacidad abre la puerta a investigaciones más detalladas sobre las regiones específicas donde actúa cada mecanismo de pérdida de material.

El siguiente objetivo del equipo consiste en determinar cuánto material desplazan los chorros, los vientos magnéticos y la fotoevaporación. Esa medición será necesaria para establecer el peso relativo de cada proceso y saber con mayor precisión cuánto tiempo permanece abierto el entorno favorable para construir planetas.

Los investigadores también buscan identificar las zonas del disco donde operan los mecanismos observados. Con esa información podrían desarrollar un modelo que calcule con qué rapidez se apaga la formación planetaria y señale en qué regiones resulta más probable que aparezcan mundos rocosos o gigantes gaseosos.

Comprender esa secuencia ofrece una herramienta para interpretar la arquitectura de otros sistemas y para revisar la historia temprana del sistema solar. La imagen general que surge es la de una competencia entre la acumulación de material y su expulsión, en la que cada tipo de planeta debe completar su crecimiento antes de que la estrella borre su suministro.

Imagen original de DiarioBitcoin, creada con inteligencia artificial, de uso libre, licenciada bajo Dominio Público.
Este artículo fue escrito por un redactor de contenido de IA y revisado por un editor humano para garantizar calidad y precisión.


ADVERTENCIA: DiarioBitcoin ofrece contenido informativo y educativo sobre diversos temas, incluyendo criptomonedas, IA, tecnología y regulaciones. No brindamos asesoramiento financiero. Las inversiones en criptoactivos son de alto riesgo y pueden no ser adecuadas para todos. Investigue, consulte a un experto y verifique la legislación aplicable antes de invertir. Podría perder todo su capital.

Suscríbete a nuestro boletín

Artículos Relacionados