Imágenes del telescopio espacial Hubble de la NASA han permitido a los astrónomos observar la formación de un protoplaneta con características similares a Júpiter: se está gestando a través de un proceso intenso y violento llamado "inestabilidad del disco". Sería unas nueve veces más masivo que Júpiter.

Un planeta joviano en formación denominado AB Aurigae b, fotografiado por el telescopio espacial Hubble de la NASA y otros instrumentos durante 13 años, ha permitido a un grupo de científicos observar por primera vez cómo se desarrolla un proceso de formación planetaria que hasta el momento solo existía en un plano teórico, y que contradice la forma esperada para la gestación de esta clase de exoplanetas gigantes y gaseosos.

De acuerdo a una nota de prensa, el enorme mundo en desarrollo alcanzaría un tamaño nueve veces superior al de Júpiter y orbita a su estrella anfitriona a una distancia aproximada de 13.840 millones de kilómetros, dos veces más lejos que Plutón de nuestro Sol. La estrella que está creando el nuevo sistema planetario es muy joven: se estima que tiene alrededor de 2 millones de años, la edad que tenía el Sistema Solar cuando se estaba iniciando la formación de los planetas. 

En la parte superior derecha, la imagen capturada en 2007 muestra a AB Aurigae b en una posición hacia el sur en comparación con su estrella anfitriona. En tanto, la imagen obtenida en 2021 (abajo y a la izquierda) muestra que el protoplaneta se ha movido en sentido antihorario a lo largo del tiempo. Créditos: NASA, ESA, Thayne Currie (Telescopio Subaru, Eureka Scientific Inc.), Alyssa Pagan (STScI).

Un modelo alternativo

Aunque todos los planetas nacen a partir del material que se origina en un disco circunestelar, o sea acumulaciones de gas y polvo cósmicos que giran alrededor de una estrella por efecto de la gravedad, la teoría dominante para la formación de planetas jovianos se llama "acreción del núcleo". Este enfoque indica que los planetas incrustados en el disco crecen a partir de objetos pequeños que chocan y se unen, mientras orbitan a su estrella. Poco a poco, este núcleo acumula gas del disco y va derivando en la formación de los mundos gaseosos

Por el contrario, existe una teoría que desafía a este modelo. Llamado “inestabilidad del disco”, este proceso explica que a medida que se enfría un disco masivo alrededor de una estrella, la gravedad provoca que el disco se rompa rápidamente y de manera violenta, dividiéndose en uno o más fragmentos de masa planetaria. 

El nuevo mundo “en construcción” está incrustado en un disco protoplanetario de polvo y gas con una estructura espiral distintiva, que gira alrededor de una estrella. Sin embargo, a la distancia que se encuentran llevaría mucho tiempo, si es que en algún momento pudiera ocurrir, que se concrete la formación de un planeta similar a Júpiter por acreción del núcleo. En consecuencia, los investigadores concluyeron que el nuevo mundo se está formando a partir del modelo de inestabilidad del disco.

Descubriendo la historia del Sistema Solar

Dicho proceso alternativo ha permitido que este planeta se forme a una distancia tan grande de su estrella, marcando un fuerte contraste con las expectativas de formación de planetas jovianos por el modelo de acreción del núcleo, ampliamente aceptado por la comunidad astronómica. Según el nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Nature Astronomy, los científicos alcanzaron estas importantes conclusiones gracias a las imágenes directas obtenidas con el Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Subaru, que permitieron apreciar el desarrollo de AB Aurigae b y su estrella a lo largo de más de una década. 

La gran cantidad de datos de los telescopios espaciales y terrestres que pudieron aprovecharse fueron fundamentales para distinguir entre los movimientos del planeta en formación y las características complejas del disco, que muchas veces no están relacionadas con los planetas y pueden derivar en errores de interpretación.

Para los astrónomos, comprender los primeros días de la formación de planetas similares a Júpiter proporciona un mayor contexto sobre la historia del Sistema Solar y su posible evolución. A futuro, los investigadores creen que el Telescopio Espacial James Webb de la NASA permitirá estudios de la composición química de discos protoplanetarios como en el que se está formando AB Aurigae b a un mayor nivel de detalle. 

Referencia

Images of embedded Jovian planet formation at a wide separation around AB Aurigae. Thayne Currie et al. Nature Astronomy (2022). DOI:https://doi.org/10.1038/s41550-022-01634-x