La formación de planetas es una carrera contra el tiempo
ASTROFÍSICA.
Los planetas se forman a partir de discos de gas y polvo alrededor de estrellas jóvenes, pero la materia prima necesaria para su crecimiento no dura para siempre.
Nuevas observaciones realizadas mediante el telescopio espacial James Webb ofrecen ahora una nueva perspectiva de cómo se disipa este material y cómo cambia el proceso a medida que van formándose los planetas y que el sistema planetario en cuestión madura. Esta es una de las investigaciones más extensas sobre la formación de planetas realizadas con el telescopio Webb.
Representación de una estrella joven rodeada por un disco protoplanetario de gas y polvo. Los vientos que emanan del centro señalan el gas que es expulsado enérgicamente desde un sistema planetario joven. Imagen: ESA / NASA / AVO Project / Paolo Padovani.
El análisis de las observaciones lo ha llevado a cabo un equipo integrado, entre otros, por Naman S. Bajaj, de la Universidad de Arizona, y Uma Gorti, del Instituto SETI, en Estados Unidos ambas instituciones. El Telescopio Espacial James Webb (JWST) es fruto de una colaboración internacional encabezada por la NASA, la ESA y la CSA, respectivamente las agencias espaciales estadounidense, europea y canadiense.
Los autores del estudio analizaron 72 estrellas jóvenes, similares al Sol, y sus discos protoplanetarios. Han constatado cómo, en una amplia muestra de sistemas jóvenes, los mecanismos que eliminan el gas de los discos formadores de planetas cambian con el tiempo. La dispersión de la materia del disco establece un reloj fundamental para la formación de planetas: una vez que el gas desaparece, la oportunidad de que se formen planetas ricos en gas prácticamente se acaba.
En los sistemas más jóvenes, en los cuales la estrella todavía recibe materia de su entorno, las observaciones revelan fuertes chorros de materia y vientos estelares extensos, compuestos tanto de gas molecular como atómico. Estos flujos coinciden con lo previsto por las teorías más aceptadas sobre los vientos impulsados por campos magnéticos que atraviesan el disco. El gas puede viajar a lo largo de estas líneas de campo magnético, alejándose del disco y llevándose consigo masa y momento angular.
A medida que estos sistemas envejecen y cae menos material sobre la estrella, los chorros se debilitan y los vientos se vuelven mayoritariamente atómicos. En este punto, la radiación de alta energía de la estrella puede atravesar la barrera de material cada vez más endeble y calentar el gas del disco hasta que este escapa. Este proceso se denomina fotoevaporación.
Las nuevas observaciones del JWST muestran cómo la fotoevaporación adquiere mayor importancia a medida que los discos envejecen y los chorros y vientos impulsados magnéticamente se debilitan.
Los resultados del estudio revelan que ningún proceso por sí solo controla la desaparición de un disco de formación planetaria. En vez de basarse en esa exclusividad, los sistemas planetarios parecen evolucionar desde una etapa inicial con fuertes chorros y vientos impulsados magnéticamente hasta una etapa posterior donde los vientos atómicos, incluidos los vientos fotoevaporativos, desempeñan un papel más relevante.
Este cambio afecta directamente la formación de planetas. “La formación planetaria es, por lo tanto, una carrera contra el tiempo”, subraya Bajaj. “Los planetas gigantes gaseosos como Júpiter deben acumular gas con el que llenar sus enormes atmósferas mientras el disco aún conserva suficiente material para abastecerlas, antes de que los vientos y chorros expulsen esa materia prima al espacio».
El estudio se titula “JWST/MIRI Reveals the Evolution from Molecular to Atomic Disk Winds“. Y se ha publicado en la revista académica The Astronomical Journal.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings