La mejor imagen de un disco protoplanetario

Los planetas se forman en discos de polvo y gas alrededor de jóvenes estrellas. El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) produjo nuevas imágenes con un nivel de detalle sin precedentes en las que se observa el disco protoplanetario que circunda una estrella similar al Sol. En el disco, se aprecia un llamativo vacío, separado de su estrella por la misma distancia que separa a la Tierra del Sol, lo que podría ser indicio de que está empezando a formarse una joven versión de nuestro planeta, o quizá una súper-Tierra, mucho más masiva.

La estrella, conocida como TW Hydrae, suele atraer el interés de los astrónomos debido a su cercanía a la Tierra (se encuentra a unos 175 años luz) y por el hecho de ser una verdadera recién nacida (tiene unos 10 millones de años). Además, como toda la estructura se ve de frente desde la Tierra, los astrónomos tienen una vista completa del disco sin distorsiones, lo que constituye un verdadero privilegio.

“En estudios hechos anteriormente con radiotelescopios y telescopios ópticos se confirmó que esta estrella tiene un disco prominente cuyas características permiten suponer que allí están empezando a formarse nuevos planetas”, afirma Sean Andrews, del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, en Cambridge (Massachusetts), autor principal de un artículo publicado en The Astrophysical Journal Letters. “Las nuevas imágenes de ALMA muestran el disco con un nivel de detalle sin precedentes, y revelan la presencia de unos brillantes anillos de polvo concéntricos con unos vacíos oscuros, características intrigantes que hacen suponer que allí se está formando un planeta con una órbita similar a la de la Tierra”.

Asimismo, se observan otros vacíos evidentes a 3.000 y 6.000 millones de kilómetros de la estrella central, distancias similares a las que separan el Sol de Urano y Plutón en nuestro Sistema Solar. Es muy probable que Urano y Plutón también sean el resultado de un proceso de aglomeración de partículas y hayan terminado barriendo todo el polvo y el gas en el trayecto de su órbita, esparciendo el material remanente en franjas bien definidas.

En estas nuevas observaciones de TW Hydrae, los astrónomos tradujeron en imágenes las débiles ondas de radio emitidas por granos de polvo milimétricos presentes en el disco, revelando detalles en distancias como la que separa a la Tierra del Sol (150 millones de kilómetros). Estas observaciones se lograron gracias a la alta resolución de ALMA y su configuración de línea de base larga. Cuando se adopta la configuración más amplia de ALMA, sus antenas quedan separadas por distancias de hasta 15 kilómetros, y de esa forma son capaces de alcanzar un mayor nivel de detalle. “Esta es la imagen de mayor resolución espacial que haya generado ALMA de un disco protoplanetario, un récord que será difícil de batir”, afirma Andrews.

“TW Hydrae es bastante especial. Es el disco protoplanetario más cercano a la Tierra entre los que conocemos, y podría ser muy similar a lo que era nuestro Sistema Solar cuando tenía apenas 10 millones de años”, señala David Wilner, también del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, quien colaboró en la redacción del artículo.

En observaciones realizadas anteriormente con ALMA a otro sistema, HL Tau, se reveló que incluso los discos protoplanetarios más jóvenes —de tan solo 1 millón de años— pueden presentar rasgos similares que delatan la formación de planetas. Al estudiar el disco de TW Hydrae, que se encuentra en una etapa más avanzada, los astrónomos esperan entender mejor la evolución de nuestro propio planeta y contribuir a la búsqueda de otros sistemas similares en la Galaxia.

La próxima etapa de investigación consistirá en determinar cuán comunes son estos fenómenos en discos que rodean otras jóvenes estrellas y cómo podrían cambiar con el tiempo o según las condiciones del entorno.

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