Figura 1: Una imagen de un disco protoplanetario alrededor de la estrella joven cercana TW Hydrae tomada por el sistema Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). Esta imagen muestra muchos anillos y grietas que indican la presencia de planetas emergentes mientras recorren sus órbitas de polvo y gas. Las simulaciones de los astrofísicos de RIKEN sugieren que los anillos pueden formarse antes de lo que se pensaba. Fuente: S. ANDREWS (CFA HARVARD-SMITHSONIAN); B. SAXTON (NRAO / AUI / NSF); ALMA (ESO / NAOJ / NRAO / BIBLIOTECA DE FOTOS DE CIENCIAS
Durante el largo viaje de formación de planetas, los granos de polvo pueden fusionarse mucho antes de lo que se pensaba, sugieren las simulaciones de los astrofísicos de RIKEN1. Esto podría significar un regreso a las teorías convencionales sobre la formación de planetas.
Los planetas masivos comienzan su vida como partículas de polvo que son demasiado pequeñas para ser vistas por el ojo humano. “Planetas como la Tierra, que tienen miles de kilómetros de diámetro, han evolucionado a partir de partículas submicrónicas de polvo interestelar, eso es un gran salto en escala”, señala Satoshi Ohashi del Laboratorio de Formación Estelar RIKEN. “Estamos interesados en descubrir cómo se combinan los granos de polvo para crear objetos de miles de kilómetros de diámetro”.
Los planetas se forman a partir de discos protoplanetarios, discos giratorios de gas y polvo alrededor de nuevas estrellas. Se han observado estructuras en forma de anillo en estos discos, y se cree que los anillos se fusionan en estructuras cada vez más grandes con el tiempo, lo que eventualmente conduce a la formación de planetas. Sin embargo, aún se desconoce mucho sobre este proceso.
Ahora Ohashi y sus colegas han investigado un posible escenario para la formación de estos anillos realizando simulaciones por computadora. Sus resultados indican que el polvo puede acumularse en partículas más grandes durante la fase de protoestrella, mientras que la estrella misma todavía se está formando y mucho antes de lo que predicen las teorías actuales sobre la formación de planetas. “Descubrimos que las estructuras de anillos incluso aparecían en las primeras etapas de la formación del disco”, dice Ohashi. “Esto sugiere que los granos de polvo pueden volverse más grandes antes de lo que pensábamos”.
Este es un descubrimiento inesperado ya que el disco de polvo todavía se encuentra en un estado de gran fluidez durante su fase protoestarial, que no es un sitio prometedor para la acumulación de polvo. “Esto es realmente sorprendente porque los granos de polvo deberían permanecer en el disco durante la formación de los planetas, pero la materia aún fluye hacia la estrella central en la fase protoestrella”, dice Ohashi. “Así que creemos que la formación de planetas puede ser un proceso muy dinámico”.
El equipo encontró una buena concordancia entre los resultados de la simulación y las observaciones de 23 estructuras de anillos en discos por el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile y otros telescopios. Sus resultados también pueden explicar las observaciones recientes de anillos en discos protoestelares. “Observaciones recientes de ALMA han encontrado al menos cuatro estructuras de anillos en discos protoestrellas, lo que es consistente con nuestras simulaciones”, señala Ohashi.
El equipo espera poder obtener imágenes de estructuras de anillos alrededor de discos protoplanetarios en diferentes longitudes de onda en el futuro, ya que esto les permitiría comparar mejor sus simulaciones con sus observaciones.