Un sorprendente descubrimiento revela que los planetas pueden formarse incluso en entornos que antes se consideraban imposibles
El telescopio espacial James Webb desvela un antiguo misterio sobre la formación planetaria.
En 2003, el telescopio Hubble dejó perplejos a los astrónomos al encontrar evidencias de un planeta masivo orbitando una estrella muy antigua, casi tan vieja como el propio universo.
Este hallazgo planteó una incógnita importante: ¿cómo pudo formarse un planeta en una época en la que las estrellas apenas contenían los elementos pesados necesarios para construir planetas?
Este dilema desafió las teorías aceptadas sobre la formación de planetas y dejó una pregunta sin resolver durante dos décadas. dente descubrimiento revela que los planetas pueden formarse in en entorno antes se imposibles (
Ahora, gracias a la precisión del telescopio espacial James Webb, los científicos han podido arrojar luz sobre este misterio. Este instrumento ha usado su capacidad para observar en el infrarrojo y analizar espectros estelares para confirmar que los discos protoplanetarios —los "cinturones" de gas y polvo donde nacen los planetas— pueden sobrevivir durante más tiempo del que se pensaba, incluso en entornos con muy pocos elementos pesados. Este descubrimiento valida los datos preliminares de Hubble y obliga a reescribir los modelos sobre cómo, dónde y cuándo se forman los planetas en el universo.
· Eugenio M. Fernández Aguilar comentó;sobre Los discos proto planetarios en el pasado del universo
“”En el universo temprano, las estrellas nacían principalmente de hidrógeno y helio, con apenas trazas de elementos pesados como carbono, oxígeno o hierro. Estos elementos, conocidos como "metales" en astrofísica, son esenciales para la formación de planetas.””
Según los modelos clásicos, la falta de metales en ese entorno primigenio debería haber hecho que los discos proto planetarios se disiparan rápidamente, dejando poco tiempo para que se formaran planetas.
Sin embargo, los datos recientes obtenidos por el telescopio Webb contradicen estas suposiciones. Los astrónomos estudiaron el cúmulo estelar NGC 346, ubicado en la Pequeña Nube de Magallanes, una galaxia enana cercana que tiene características similares al universo temprano. Descubrieron qué en este entorno, los discos proto planetarios no solo persisten durante más tiempo, sino que también permiten que los planetas se formen y crezcan, incluso en condiciones aparentemente adversas.
Como señaló la investigadora Elena Sabbi, “estos discos tardan hasta diez veces más en desaparecer, lo que da a los planetas mucho más tiempo para desarrollarse”.
El telescopio Webb no solo se limitó a observar estos discos, sino que utilizó su instrumento NIRSpec para capturar los espectros de las estrellas rodeadas por ellos.
Este análisis espectral reveló las "huellas dactilares" químicas de los gases y polvos presentes en los discos, confirmando que están activos y en proceso de alimentar la formación de planetas incluso después de 20 o 30 millones de años, mucho más allá del límite de 2 o 3 millones de años que se creía hasta ahora.
Esta capacidad para observar los detalles químicos es lo que distingue a Webb de Hubble. Mientras que Hubble había sugerido la existencia de discos en NGC 346, no podía confirmar si estos eran funcionales o si simplemente eran residuos inertes. Ahora, gracias a Webb, sabemos que los discos siguen “engullendo material” y son viables para la formación planetaria.
Este hallazgo también respalda la posibilidad de que planetas gigantes como Júpiter se hayan formado en etapas muy tempranas del universo.
Uno de los avances más importantes del telescopio James Webb es su capacidad para analizar los entornos inmediatos de las estrellas jóvenes en detalle sin precedentes.
En su estudio del cúmulo NGC 346, los investigadores utilizaron espectroscopía avanzada para identificar los componentes químicos presentes en los discos proto planetarios, las estructuras de gas y polvo donde se forman los planetas.
El análisis espectral mostró dos componentes clave en los discos de las estrellas estudiadas: hidrógeno molecular frío (H₂) e hidrógeno atómico caliente.
Estas “huellas químicas” son señales de que el material del disco sigue siendo dinámico y está en proceso de ser acumulado tanto por la estrella como por los planetas en formación.
De manera sorprendente, estas características se observaron en estrellas de 20 a 30 millones de años, una edad mucho mayor que la esperada para que estos discos sigan activos.
Para validar estos datos, los científicos compararon el espectro del disco con el del entorno inmediato de la estrella. El entorno, compuesto principalmente de gas interestelar, no presentó los mismos picos químicos, confirmando que el disco proto planetario mantiene su capacidad de formar planetas.
Este resultado contradice las predicciones teóricas que sugerían que los discos en entornos con baja metalicidad, como NGC 346, deberían disiparse rápidamente.
Distribución de estrellas con discos protoplanetarios en el cúmulo NGC 346, destacando su juventud y longevidad en entornos de baja metalicidad tan las estrellas con discos proto planetarios confirmados.
El objetivo de este panel es mostrar cómo se agrupan las estrellas con discos en ciertas regiones del diagrama. Las estrellas con discos tienden a ser más jóvenes y menos evolucionadas.
: Diagrama Hertzsprung-Russell (Log L vs. Log Teff)
- Eje vertical (Log L): Representa la luminosidad de las estrellas en unidades solares (L☉). Las estrellas más brillantes están más arriba en el gráfico.
- Eje horizontal (Log Teff): Indica la temperatura efectiva de las estrellas en Kelvin. Las estrellas más calientes están a la izquierda.
- Curvas negras: Muestran trayectorias evolutivas para estrellas de diferentes masas (en M☉, masas solares). Cada línea corresponde a estrellas con una masa específica.
-
Distribución de puntos:
- Los puntos rojos vuelven a indicar las estrellas con discos activos.
- Los círculos negros representan estrellas maduras o evolucionadas.
Un diagrama proporciona la información sobre cómo cambian la temperatura y la luminosidad a medida que las estrellas evolucionan.
Las estrellas con discos activos están en etapas tempranas de evolución, lo que respalda la idea de que estos discos son longevos en entornos de baja metalicidad.
El misterio no termina aquí. Si las estrellas jóvenes del universo temprano tenían tan pocos elementos pesados, ¿qué permitía que sus discos sobrevivieran tanto tiempo?
Los astrónomos sugieren dos posibles explicaciones.
Primera hipótesis
La primera tiene que ver con la presión de radiación que ejerce la estrella sobre el disco. En entornos con menos metales, esta presión es menos eficiente para dispersar el material del disco, permitiendo que este permanezca alrededor de la estrella durante más tiempo.
Esto significa que, aunque los discos sean menos densos, tienen más tiempo para que las partículas de polvo se aglomeren, formen “guijarros” y, eventualmente, núcleos planetarios.
Segunda hipótesis
La segunda posibilidad apunta al tamaño inicial de las nubes de gas de las que nacen las estrellas.
En entornos pobres en metales, estas nubes pueden ser más grandes, lo que genera discos más masivos.
Un disco más grande necesita más tiempo para disiparse, incluso bajo condiciones normales.
Ambas propuestas, combinadas, ofrecen una visión más clara de cómo los planetas pudieron surgir en entornos tan extremos y primitivos.
Este descubrimiento tiene implicaciones significativas para nuestra comprensión del universo. En primer lugar, sugiere que la formación de planetas es un proceso más flexible y diverso de lo que se pensaba. Antes, los astrónomos creían que los planetas requerían una "receta específica" de materiales y condiciones.
Ahora sabemos que pueden formarse incluso en entornos donde esa receta es incompleta o diferente.
En segundo lugar, amplía nuestra perspectiva sobre dónde buscar planetas en el cosmos. Si los planetas pudieron formarse en el universo temprano, entonces podrían estar presentes en lugares que antes se consideraban improductivos para la formación planetaria.
Esto podría incluir galaxias enanas o regiones remotas con baja metalicidad.
Por otra parte, obliga a los astrofísicos a revisar los modelos teóricos de evolución estelar y planetaria.
Los procesos que permiten la formación de planetas en discos longevos podrían ser más comunes de lo que se creía, afectando incluso la estimación de cuántos planetas habitables podrían existir en el universo.
Por último, este hallazgo también nos conecta con nuestras raíces cósmicas.
Si los planetas pueden surgir en condiciones tan austeras, refuerza la idea de que el universo está intrínsecamente "diseñado" para la diversidad y la evolución de sistemas complejos, como el nuestro
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