Un equipo de investigadores ha demostrado que las estrellas y planetas se forman a la vez. En este marco, la formación de planetas tendría lugar mucho antes de lo que se pensaba. Es algo que ayuda a entender mejor cómo se desarrollaron las primeras etapas del Sistema Solar…
Las estrellas y planetas se forman a la vez en los primeros pasos del sistema
Un estudio de las estrellas más viejas del universo sugiere que los bloques básicos de planetas, como Júpiter o Saturno, comienzan a formarse cuando la estrella todavía está creciendo. Hasta ahora, lo que se planteaba es que los planetas solo se forman cuando las estrellas han alcanzado su tamaño final. Los resultados de este estudio, sin embargo, sugieren que tanto estrellas como planetas crecen a la vez. La investigación cambia nuestra comprensión de los sistemas planetarios, incluyendo la formación del Sistema Solar.
También podría resolver uno de los grandes misterios de la astronomía. El proceso de formación en sí está bien entendido desde hace tiempo. Sin embargo, una pregunta que ha permanecido sin respuesta es en qué momento se forman. ¿Es en las primeras etapas, cuando la estrella todavía está formándose, o millones de años después? El estudio apunta claramente en la primera dirección. Para intentar responder a esta pregunta los investigadores se han fijado, curiosamente, en las enanas blancas, los cadáveres de estrellas similares al Sol.
¿Cómo es posible encontrar las respuestas a la formación de planetas en el extremo opuesto de la vida de una estrella? Algunas enanas blancas, explican los investigadores, son laboratorios fantásticos, porque sus finas atmósferas son prácticamente como cementerios celestes. Normalmente, el interior de los planetas está fuera del alcance de los telescopios. Sin embargo, hay un tipo de enanas blancas que resulta muy útil. Se trata de las enanas blancas que están en sistemas contaminados. Tienen elementos pesados, que generalmente no deberían estar presentes.
La presencia de metales en la atmósfera de las enanas blancas
Hablamos de elementos como el magnesio, hierro y calcio. Estos elementos solo pueden haber procedido de objetos pequeños como asteroides. Es decir, restos del proceso de formación de planetas, que se estrellaron en la enana blanca y se desintegraron. Esto permite que, al realizar observaciones del espectro de esas enanas blancas contaminadas, se pueda estudiar el interior de los asteroides desintegrados. Esto permite a los astrónomos tener información directa sobre las condiciones en el momento en el que se formaron.
Por lo general, se cree que la formación de planetas comienza en el disco protoplanetario. Está formado principalmente por hidrógeno, helio y pequeñas partículas de hielo y polvo que orbitan en torno a la joven estrella. Según la teoría actual de formación de planetas, esas pequeñas partículas de polvo se adhieren entre sí. Con el paso del tiempo, forman objetos cada vez más grandes. Algunos seguirán acumulando material hasta convertirse en planetas. Otros se mantendrán como asteroides, igual que los que chocaron las enanas blancas del estudio.
Los investigadores han analizado las atmósferas de 200 enanas blancas contaminadas. Según su análisis, la mezcla de elementos vista en la atmósfera de estas estrellas solo tiene una explicación. Muchos de los asteroides originales tuvieron que fundirse. Esto permitiría que el hierro se hundiese hasta el núcleo, mientras que los elementos más ligeros flotaban a la superficie. Es un proceso conocido como diferenciación y es el que ha provocado que la Tierra tenga un núcleo rico en hierro. La causa de ese fundido, explican los investigadores, solo puede tener una explicación.
La radiactividad como pista de la formación a la vez de estrellas y planetas
Solo los elementos radiactivos, con vidas muy breves, pueden explicar ese fundido. Es algo que solo pudo tener lugar en las primeras fases de un sistema planetario, porque esos elementos se degradan en tan solo un millón de años. Es decir, los asteroides se fundieron por algo que solo existió durante un breve tiempo en las primeras etapas del sistema planetario. Así que, en consecuencia, es lógico suponer que el proceso de formación tuvo que comenzar muy pronto. El estudio sugiere que la formación simultánea parece la correcta.
Así que tanto Júpiter como Saturno, en ese contexto, tuvieron mucho tiempo para crecer y llegar a los tamaños que tienen en la actualidad. Los investigadores añaden que el estudio complementa una imagen cada vez más asentada en la comunidad científica. La de que la formación de planetas comenzó pronto y los primeros objetos es formaron con la estrella. El análisis de esas enanas blancas contaminadas apunta a que el proceso de fundido radiactivo es un mecanismo que afecta a la formación de todos los exoplanetas de la Vía Láctea.
Los autores del estudio dicen que todavía hay más. Con cada nueva enana blanca que descubren, pueden recoger más información y entender mejor cómo se forman los planetas. Pueden seguir el rastro de elementos como el níquel y el cromo y deducir qué tamaño debía tener el asteroide cuando formó su núcleo de hierro. En los próximos años, sin duda, habrá más estudios que profundicen en esas primeras etapas de un sistema planetario. A fin de cuentas, el catálogo de enanas blancas conocidas no deja de crecer.
Estudio
El estudio es A. Bonsor, T. Lichtenberg, J. Dra̧żkowska y A. Buchan; «Rapid formation of exoplanetesimals revealed by white dwarfs». Publicado en la revista Nature Astronomy el 14 de noviembre de 2022. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
