Científicos que utilizan el telescopio espacial James Webb de la NASA acaban de realizar un descubrimiento significativo al revelar cómo se forman los planetas.
Los datos del Webb procesados por un equipo internacional de investigadores respaldan la teoría del «deriva de guijarros helados», que se considera vital para reunir el polvo y las rocas que eventualmente se convierten en planetas similares al nuestro.
En términos sencillos, la deriva de guijarros helados funciona de la siguiente manera: a medida que pequeños fragmentos de material cubiertos de hielo chocan en las regiones exteriores de un disco protoplanetario joven, pierden impulso, lo que les permite caer hacia la estrella en una zona más cálida donde su capa congelada sublima. Es de este anillo de finos desechos y vapor de agua que se forman los planetas rocosos, sirviendo efectivamente como un servicio de entrega de materiales de construcción en todo un sistema solar recién nacido.
Vapor de agua en discos compactos (izquierda) frente a discos extendidos. Crédito: Banzatti et al., The Astrophysical Journal, 2023.
A pesar de lo interesante que pueda ser la idea, los estudios de la luz estelar distante que podrían indicar la posición de ese vapor de agua han sido hasta el momento demasiado borrosos para afirmar de manera concluyente si este desplazamiento de guijarros helados tiene lugar en absoluto.
Para resolver lo anterior, el equipo del Webb examinó imágenes de mayor resolución tomadas con la cámara de infrarrojo de rango medio del telescopio, lo que permitió estudiar dos variedades de discos protoplanetarios: compactos y extendidos. Como sugieren los nombres, las versiones extendidas son más grandes y están compuestas por anillos distintos separados por presión y gravedad, mientras que los discos protoplanetarios compactos están más densamente empaquetados.
Este concepto artístico compara dos tipos de discos típicos que forman planetas alrededor de estrellas recién nacidas similares al Sol. Crédito: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI).
La nueva investigación mostró que los materiales helados realmente pueden moverse a través de los discos protoplanetarios, aunque esto ocurre más fácilmente en los discos compactos.
«En el pasado, teníamos esta imagen muy estática de la formación planetaria, casi como si hubiera estas zonas aisladas de las que se formaban los planetas», dijo la científica planetaria Colette Salyk de Vassar College. «Ahora tenemos evidencia de que estas zonas pueden interactuar entre sí. También es algo que se propone que haya sucedido en nuestro sistema solar».
Al comparar los datos de ambos tipos de discos, el equipo pudo observar más vapor de agua recogido en la «línea de nieve» del disco compacto, donde se supone que los guijarros helados deberían perder mucho más vapor.
Esta gráfica compara los datos espectrales del agua en estado cálido y frío en el disco GK Tau, que es un disco compacto sin anillos, y en el disco CI Tau extendido, que cuenta con al menos tres anillos en órbitas diferentes. Crédito: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI).
Esto respalda la noción de que los materiales de construcción pueden moverse hacia el interior a través del disco, un fenómeno que es más eficiente en discos compactos donde no es necesario atravesar grandes brechas. Según la teoría, a medida que la corriente sublimante de guijarros continúa descendiendo desde más allá, proporciona tanto sólidos como agua para crear las semillas de un nuevo planeta.
«Webb finalmente reveló la conexión entre el vapor de agua en el disco interno y la deriva de guijarros helados desde el disco externo. ¡Este hallazgo abre perspectivas emocionantes para estudiar la formación de planetas rocosos como el nuestro!», concluyó Andrea Banzatti de la Universidad Estatal de Texas, autor principal del estudio publicado en el Astrophysical Journal Letters.
Fuente: NASA. Edición: MP.