Telescopio ALMA: nuevas imágenes indican que los planetas se forman casi simultáneamente con las estrellas
¿Qué es más sensacional? ¿El descubrimiento o la técnica empleada? Gracias a una técnica innovadora, un estudio ha descubierto rastros de planetas ya presentes mientras las estrellas aún se formaban.
Hablemos de un caso científico interesante. El telescopio ALMA del Observatorio Europeo Austral ( ESO ) observó los discos de estrellas jóvenes. Las imágenes obtenidas mostraron rastros del nacimiento de planetas, pero aún no hemos podido extraer esta valiosa información.
El nacimiento de los exoplanetas
El nacimiento de un planeta es el resultado de un largo proceso que permanece invisible durante cientos de miles de años. Por un lado, este proceso ocurre dentro de un denso disco (protoplanetario) de polvo y gas que lo mantiene oculto.
Por otra parte, el tamaño y el brillo del planeta en formación son tan pequeños que quedan ocultos por el brillo enormemente mayor de la estrella madre, que también está en formación.
Solo después de cientos o incluso millones de años, el planeta finalmente se hace visible, emergiendo de la envoltura de polvo y gas del disco protoplanetario. Sin embargo, este se ha vuelto considerablemente más delgado, en parte porque cayó literalmente sobre la estrella y en parte porque se dispersó en el espacio interestelar.
Sin embargo, incluso en las primeras etapas de su formación, el planeta, aunque permanece invisible, produce estelas que revelan inequívocamente su presencia. Estas "huellas" son tan grandes que pueden observarse mucho antes de que el planeta mismo se haga visible.
Impresiones en discos protoplanetarios
Desde hace algún tiempo, desde que los telescopios han alcanzado altas resoluciones, se ha observado que en los discos estelares de estrellas muy jóvenes existen diferentes tipos de estructuras.
Las resoluciones espaciales más altas con telescopios terrestres se han obtenido mediante redes de radiotelescopios, utilizando una técnica especial llamada " interferometría".
Observando en detalle los discos protoestelares, es decir, los discos de polvo y gas que rodean y giran alrededor de las estrellas recién nacidas, observamos heterogeneidades como, por ejemplo, brazos espirales, anillos desalineados, gaps, es decir, regiones concéntricas sin o pobres en gas y polvo.
Utilizando simulaciones numéricas, los astrónomos han descubierto que todas estas heterogeneidades —las huellas de las que hablamos— pueden explicarse por la presencia de planetas y su influencia gravitatoria.
A medida que un planeta orbita su estrella (generalmente en una elipse), captura o repele el gas y el polvo a su paso. De esta manera, literalmente excava un surco, o como se suele decir, una huella en el disco (la llamada laguna), que, a diferencia de un planeta muy pequeño, es una macroestructura claramente visible con telescopios.
O bien, la presencia de varios planetas en formación puede redistribuir el polvo y el gas en múltiples anillos que, dependiendo de las órbitas y el tamaño de los planetas, pueden estar más o menos desalineados y también visibles.
La veracidad de esta hipótesis , es decir, la presencia de planetas como causa de estas huellas, ha sido confirmada varias veces por el descubrimiento de planetas exactamente donde se esperaba en base a simulaciones.
El reciente descubrimiento “póstumo” con superresolución
Lo que presentamos ahora es realmente interesante por dos motivos. Un equipo de investigadores presentó los resultados de un estudio sobre discos protoplanetarios en la revista " Publicación de la Sociedad Astronómica de Japón ", dirigido por Ayumu Shoshi, del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Universidad de Kyushu (Japón).
Al observar una muestra de estrellas muy jóvenes en la región de formación estelar de la constelación de Ofiuco ("el Portador de la Serpiente"), vieron que los "signos" de la presencia de planetas en formación ya aparecen en los discos de estrellas de menos de un millón de años.
Esta evidencia sugiere que el nacimiento de las estrellas y sus cúmulos planetarios es casi simultáneo, a diferencia de lo que se pensaba anteriormente, en el que la formación planetaria ocurría en una etapa posterior.
El nacimiento de las estrellas y su grupo de planetas ocurre casi simultáneamente.
El otro aspecto, quizás aún más interesante por las enormes oportunidades que ofrecerá en el futuro, se refiere a cómo se obtuvieron estos resultados. Lo excepcional (al menos para los astrónomos) es que el equipo de Ayumu Shoshi no realizó ninguna observación nueva.
En su lugar, al seleccionar imágenes de archivo tomadas en los últimos años con el telescopio ALMA, implementaron una nueva técnica de reducción y análisis que denominaron "imágenes de superresolución". A partir de las imágenes originales de ALMA, obtuvieron nuevas imágenes de ultraalta resolución.
En estas nuevas imágenes, debidamente reelaboradas, donde antes sólo se veían los discos, ahora se pueden ver muchas estructuras, precisamente las "huellas" que antes estaban allí, pero que permanecían completamente ocultas.
Una vez comprobada la eficacia de esta técnica de ‘superresolución’ , el equipo de investigación la aplicará a otras imágenes de archivo, recuperando otra información valiosa que aún espera ser revelada.
Referencia de noticias
ALMA 2D super-resolution imaging survey of Ophiuchus Class I/flat spectrum/II disks. I. Discovery of new disk substructures. 22 de abril, 2025. Shoshi, et al.