Discos protoplanetarios, una mina de información sobre la formación de planetas

Nuestro Sistema Solar cuenta con un gran cuerpo en el centro, el Sol,  y alrededor de este se mueven,  en el mismo plano y dirección, ocho planetas. La explicación teórica que se dio desde hace mucho tiempo a esto es que las estrellas se forman rodeadas de un disco, una estructura plana de gas, moléculas, átomos y polvo cósmico (pequeñas partículas sólidas como si fuera polvo terrestre) mezclado con el gas en el espacio.

Fue hasta 1995 que se comprobó la existencia de estos discos protoplanetarios, estructuras alrededor de las estrellas jóvenes y de las que se van a formar los planetas, “se les llama discos debido a que tienen forma aplanada, y protoplanetarios porque anteceden a los planetas”, explicó el doctor Luis Felipe Rodríguez Jorge, durante la conferencia plenaria que ofreció como parte del programa de Ciencia y Humanismo II, Reunión General de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).

Destacó que en la pasada década de los noventa se empezaron a tener imágenes de los alrededores de estrellas jóvenes en las que se alcanzaban a ver, además de la propia estrella, imágenes mucho más tenues, mucho más difíciles de detectar, pero ahora se sabe que en esas zonas, con el paso del tiempo, se van a formar los planetas.

Rodríguez Jorge, investigador del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México (IRyA-UNAM), mencionó que gracias a los avances tecnológicos en la instrumentación, se ha mejorado la calidad de la imagen y con ello la detección de los discos. Hoy en día se pueden ver y estudiar los discos protoplanetarios en diferentes zonas del Universo, ya que la transformación de discos en planetas tarda en el orden de un millón de años, y los astrónomos se las han arreglado para buscar discos que estén en distintas etapas.

Precisó que no se están formando nuevas estrellas en todo el espacio, por ejemplo, en la cercanía inmediata al Sol no hay formación de estrellas, pero existen dos zonas donde sí:

“Una está en lo que llamamos la constelación del Toro o Tauro, ubicada a unos 500 años luz, es decir, lo que estamos viendo ocurrió hace 500 años y son estrellas pequeñas parecidas al Sol. La otra zona está a 1l 500 años luz en la constelación de Orión. La razón de observar tan lejos es que ahí se están formando estrellas grandes, entonces se estudia Tauro por su cercanía con la Tierra y a Orión porque se tienen estrellas grandes en formación”.

Lo más interesante que se ha encontrado es que hay discos que están a medias, son transicionales, lo que significa que una parte de ellos ya formó planetas. Un disco que no está completo tiene una brecha, un surco en donde ya no hay gas ni polvo, y la idea es que ese surco produjo un planeta y poco a poco, en 500 000 años, el disco se transformará completamente en planetas, que es lo que se cree que pasó con nuestro Sistema Solar”.

¿Qué fue primero?

En la actualidad, en México se está tratando de entender, indicó el investigador, si esas brechas están ya formando planetas o si por algún mecanismo primero se forman las brechas y todo el material se queda acumulado en los espacios entre una brecha y la siguiente y gracias a ello se van a formar los planetas. “Esta última teoría es la que tenemos nosotros, mientras que la mayoría de los astrónomos piensa que las brechas están ahí porque ya hay planetas”.

El también miembro de la AMC subrayó que el problema es la dificultad de observar esos planetas en formación, razón por la que se intenta pensar en técnicas que permitan determinar si los planetas ya se formaron y están en esas brechas porque se apoderaron del material de la región, o bien, no se han formado y se van a formar en la región entre brechas donde supuestamente se ha movido el material. Aseguró que se trata de entender a más detalle cómo ocurre la formación de los planetas, pues es algo que se desconoce y en detalle no se entiende, solo se comprenden las generalidades.

Lo que hay en investigación protoplanetaria

Durante su plática en el auditorio Galileo Galieli, el astrónomo Luis Felipe Rodríguez informó que en 2014 se obtuvieron imágenes del disco de HL Tauri tomadas por el Gran Conjunto Milimétrico de Atacama (ALMA, sus siglas en inglés), que se encuentra en la constelación de Tauro, las cuales muestran un patrón de anillos de polvo y espacios intermedios entre ellos.

Pero fue con las nuevas observaciones de los últimos dos años, utilizando el radiotelescopio conocido como Conjunto Muy Grande de Radiotelescopios (VLA, sus siglas en inglés), ubicado en Nuevo México, que se han generado imágenes nítidas del disco alrededor de la estrella HL Tauri, que evidencian una bola de polvo en el anillo central con una masa de tres a ocho veces la de la Tierra y que es un indicio de la formación temprana de planetas.

El siguiente paso es identificar si lo que sucede en los anillos de la estrella HL Tauri es un proceso generalizado, detectar en qué parte del disco protoplanetario se están formando los planetas, y lo que muchos investigadores esperan,  poder observar pronto un planeta formado, porque lo que se vio fue una bola de gas que va a evolucionar en planeta, ”quisiéramos ver un disco que tuviera uno o dos planetas formados, esto sería en estrellas de algunos millones de años, más viejas que la estrella que estudiamos”.

Entre los investigadores que participan en los estudios que muestran lo que podrían ser las primeras etapas de la formación de planetas y que reportaron sus hallazgos en la revista The Astrophysical Journal Letters, se encuentran Carlos Carrasco González, Luis Felipe Rodríguez Jorge y Roberto Galván Madrid, los tres del IRyA-UNAM.

En México, la comunidad de astrónomos es pequeña, no son más de 200 científicos los que laboran en esta área de conocimiento, lo que hace que no todos los grandes temas se estén trabajando en el país. En particular, el tema de discos protoplanetarios en el IRyA-UNAM son seis las personas que se dedican a estudiarlo, pero en el mundo son alrededor de 500, indicó Rodríguez Jorge.