Ciencia

Primeras 'ecografías' de un sistema planetario en gestación

Imagen de la estrella LkCA (Foto: MPIA & NAOJ)

Los planetas se forman en los discos de polvo y gas que rodean a las estrellas jóvenes. Una mirada a esos lugares significa un viaje al pasado de la Tierra y sus semejantes. Ahora, los astrónomos han sido capaces de obtener imágenes detalladas de los discos protoplanetarios de dos estrellas con el telescopio Subaru en Hawaii.

Esta es la primera vez que estructuras de disco comparables en tamaño a nuestro propio sistema solar han sido captadas en imágenes con claridad, revelando características tales como anillos y lagunas que están asociadas con la formación de los planetas gigantes. Las observaciones son parte de un estudio sistemático de búsqueda de planetas y discos alrededor de estrellas jóvenes con una cámara de alto contraste diseñada específicamente para este propósito.

Los sistemas planetarios como el nuestro tienen un origen humilde, como un mero subproducto de la formación estelar. La gravedad de una estrella recién nacida reúne restos de gas y polvo en un disco denso y aplanado de materia que orbita la estrella. Este material se agrupa hasta que su propia gravedad llega a ser suficientemente fuerte para comprimirsse y dar lugar a cuerpos densos que conocemos como planetas.

En los últimos años hemos asistido a avances sustanciales en materia de observaciones (en su mayoría indirectas) y en modelos teóricos de discos "protoplanetarios". Las dos nuevas observaciones han añadido nuevos detalles interesantes, revelando algunas estructuras que nunca antes se habían visto directamente.

Dos investigaciones innovadoras

Uno de los dos estudios está dirigido a la estrella LkCA 15, que se encuentra a unos 450 años luz de la Tierra en la constelación de Tauro. Con una edad de unos pocos millones de años, LkCA 15 es una joven estrella - el Sol es mil veces más viejo-. De las observaciones anteriores de su espectro infrarrojo y sus emisiones de milímetro, los científicos habían deducido la presencia de un gran vacío en el centro de su disco protoplanetario.

Las nuevas imágenes muestran luz de las estrellas brillantes de la superficie del disco que sobresalen claramente en el borde de la brecha por primera vez. Lo más interesante es que la forma elíptica de la brecha no se centra en la estrella, sino que parece desequilibrada.

"La explicación más probable para la diferencia del disco LkCA 15, y, en particular, su asimetría, es que uno o más planetas, recién nacidos a partir del material del disco, han barrido el gas y el polvo a lo largo de sus órbitas", dice Christian Thalmann, del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA).

Curiosamente, la diferencia del disco es lo suficientemente grande para dar cabida a las órbitas de todos los planetas de nuestro propio Sistema Solar. Por tanto, es tentador especular que LkCA 15 podría estar en el proceso de formación de todo un sistema planetario parecido al nuestro. "No hemos detectado los propios planetas, sin embargo," añade Thalmann. "Pero eso puede cambiar pronto."

Un millón de años

La segunda observación, dirigida por Jun Hashimoto (Observatorio Nacional de Japón), se centró en la estrella AB Aur en la constelación de Auriga, a una distancia de 470 años luz de la Tierra. Esta estrella es aún más joven, con una edad de tan sólo un millón de años.

Las observaciones fueron las primeros en mostrar los detalles a escalas de longitud comparables al tamaño de nuestro sistema solar: a una distancia de 470 años-luz, el sistema solar tiene el mismo tamaño aparente como una moneda de un euro vista en una distancia de más de 10 kilómetros.

Las imágenes muestran anillos anidados de material que se inclinan con respecto al plano ecuatorial del disco, y cuyo material, curiosamente, no se distribuye simétricamente alrededor de la estrella - características irregulares que indican la presencia de por lo menos un planeta de gran masa.

Ambas observaciones se realizaron con el instrumento HiCIAO a 8,2 metros del Telescopio Subaru. La imagen de un disco o un planeta cercano a una estrella es un enorme desafío, ya que es muy difícil discernir la luz emitida por los objetos en el resplandor intenso de la estrella. HiCIAO responde a este reto corregiendo la influencia de distorsión de la atmósfera terrestre y mediante el bloqueo físico de la mayor parte de la luz de la estrella.

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