El telescopio espacial Hubble ha captado indicios de un protoplaneta masivo. Un mundo similar a Júpiter, que solo podría haberse formado de una manera muy particular. Puede poner patas arriba los modelos sobre el proceso de formación de planetas a lo largo y ancho del cosmos…
Un protoplaneta mucho más masivo que Júpiter
El telescopio Hubble ha observado el entorno de una estrella muy joven, de apenas 2 millones de años (frente a los 4600 millones de años que tiene el Sistema Solar). A su alrededor tiene un disco protoplanetario. Está compuesto por gas y polvo y muestra una estructura espiral muy clara. En su interior se encuentra un protoplaneta que ofrece muchas pistas sobre lo que está sucediendo. Los investigadores responsables del hallazgo explican que el proceso de formación está siendo muy intenso y violento. Algo que favorece un modelo en particular.
Desde hace unos cuantos años, hay un debate sobre cómo se forman planetas masivos como Júpiter. El modelo que mejor explica lo observado en este caso es el de la inestabilidad de disco. Todos los planetas se forman a partir del material que contiene el disco protoplanetario. En el caso de los gigantes gaseosos, la hipótesis más popular plantea que se forman por medio de un método conocido como acreción del núcleo. Es un método de formación que va de menos a más. Los planetas, en el interior del disco, comienzan con tamaños muy pequeños.
Se forman a partir de pequeños objetos (con tamaños que van de granos a pequeños guijarros), que van creciendo a medida que chocan entre sí. Ese núcleo, después, acumula lentamente el gas que hay en su entorno. El modelo de inestabilidad del disco es todo lo contrario. Va de más a menos. A medida que un disco masivo, en torno a una estrella, se enfría, la gravedad provoca que el disco se rompa rápidamente en uno (o varios) fragmentos del tamaño de un planeta. Son dos métodos totalmente diferentes… pero perfectamente posibles.
AB Aurigae b es masivo y lejano a su estrella
El nuevo planeta ha recibido la denominación AB Aurigae b. Se calcula que es unas nueve veces más masivo que Júpiter y orbita a su estrella a una distancia de 13 800 millones de kilómetros. Más del doble de la distancia que separa a Plutón del Sol en el Sistema Solar. Si bien es cierto que AB Aurigae, que está a unos 530 años-luz, es más masiva, con 2,4 veces la masa de nuestra estrella. A esa distancia, un planeta de un tamaño como Júpiter tardaría muchísimo tiempo en formarse por medio de la acreción de núcleo. Eso si es que se puede llegar a formar.
Por eso, los investigadores concluyen que la inestabilidad de disco es el mecanismo que ha permitido que este planeta pueda formarse a una distancia tan grande. Sirve como varapalo a ese modelo de acreción del núcleo que es, con diferencia, el más aceptado para explicar cómo se forman los planetas. Este análisis combina los datos de dos instrumentos del telescopio Hubble. Por un lago, el Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) y la Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrograph (NICMOS). Estos datos, además, fueron complementados con otros.
Se compararon los datos recopilados por el instrumento SCExAO instalado en el telescopio Subaru (de Japón), de 8,2 metros de diámetro, que está instalado en la cima de Mauna Kea, en Hawái. Los datos proporcionados por ambos telescopios han resultado ser críticos. Es muy difícil distinguir entre planetas en proceso de formación y características complejas en el disco. Para poder interpretar el sistema de AB Aurigae correctamente, cuentan los investigadores, era necesario disponer de herramientas como las del telescopio Hubble.
La orientación de AB Aurigae también ayuda a detectar el protoplaneta
Además, la orientación del disco alrededor de AB Aurigae, desde nuestra perspectiva, también es tremendamente útil. Desde la Tierra, lo vemos prácticamente de frente. La longevidad del telescopio Hubble, además, ha sido una gran ventaja para poder entender mejor el protoplaneta. Los investigadores han podido determinar su órbita gracias a sus datos. Inicialmente, no estaban seguros, siquiera, de que estuviesen observando un planeta. Los datos del archivo del telescopio Hubble, y las imágenes del telescopio Subaru, mostraron que era así.
Por la distancia extrema a su estrella, no bastaba con uno o dos años de observación para captar el movimiento. 13 años de observaciones, sin embargo, si eran suficiente. El hallazgo pone de relieve, una vez más, la importancia de las observaciones desde la superficie de la Tierra y del espacio. AB Aurigae b, el nuevo protoplaneta descubierto, ha sido estudiado en diferentes longitudes de onda. Esto ha permitido obtener una imagen que resulta muy sólida y, por ello, es posible determinar cuál es el proceso de formación de este joven mundo.
El descubrimiento es un indicio muy fuerte de que algunos gigantes gaseosos se pueden formar a través del mecanismo de inestabilidad de disco. Al final, como dicen los investigadores, la gravedad es todo lo que importa. De una manera u otra, los restos del proceso de formación de la estrella terminará convirtiéndose en planetas (y otros objetos del futuro sistema planetario). Comprender el proceso de formación de los planetas ayudará a entender mejor, también, la historia de nuestro propio Sistema Solar. Además, se espera poder estudiar la composición química de discos protoplanetarios, como el de AB Aurigae.
Estudio
El estudio es T. Currie, K. Lawson, G. Schneider et al.; «Images of embedded Jovian planet formation at a wide separation around AB Aurigae». Publicado en la revista Nature Astronomy el 4 de abril de 2022. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
