Nuevo estudio revela cómo se forman los sistemas planetarios como el nuestro

Las estrellas dan forma a los sistemas planetarios que las rodean. Este fenómeno no solo es válido para nosotros, sino también para las demás estrellas en el vasto universo. Sin embargo, algunas estrellas masivas, son aún más importantes en el proceso de dicha formación.

En su etapa juvenil, las estrellas se encuentran rodeadas por un cúmulo de gas y polvo conocido como disco protoplanetario. En estos discos, los planetas nacen y crecen a lo largo de millones de años.

Sin embargo, no todas las estrellas son iguales: sus masas y emisiones de radiación varían, lo que afecta profundamente la formación planetaria o incluso su existencia.

Nueva evidencia de cómo las estrellas masivas moldean los nuevos sistemas se presentó en el artículo científico de la revista Science, titulado "Un flujo de fotoevaporación impulsado por ultravioleta lejano observado en un disco protoplanetario".

Gigantes, Gases y Guarderías

El autor principal de este estudio, Olivier Berne, del Instituto de Investigación en Astrofísica y Planetología de la Universidad de Toulouse, en Francia se ha enfocado en estrellas de gran envergadura durante su primer millón de años de vida.

Estas estrellas no sólo son jóvenes, sino también extremadamente luminosas, el estudio se centra en varias estrellas ubicadas en la Nebulosa de Orión y sus viveros estelares. Estas estrellas masivas (al menos diez veces más pesadas que nuestro propio Sol y 10,000 veces más brillantes), desempeñan un papel crucial en la formación de planetas.

¿Cuál es el efecto de su luminosidad y la intensa radiación que emiten sobre los discos protoplanetarios? Estas estrellas jóvenes y poderosas emiten niveles elevados de radiación ultravioleta lejana (FUV), capaz de despojar a los discos de formación planetaria de parte de su masa.

Este fenómeno no se limita a su entorno inmediato, sino que se extiende hacia los discos que rodean a estrellas vecinas de menor masa. Así, la danza cósmica entre las estrellas y sus discos protoplanetarios influye en la creación y destino de mundos en formación.

El tamaño sí importa

Los modelos teóricos nos revelan que la radiación FUV emitida por las estrellas masivas crea regiones de fotodisociación (PDR) en los discos protoplanetarios que rodean a las estrellas de baja masa. Estos discos, compuestos de gas y polvo, son los viveros donde nacen los planetas.

Para investigar este fenómeno, los científicos se centraron en un disco protoplanetario ubicado en el cúmulo del Trapecio, en el corazón de la Nebulosa de Orión. Aquí, cinco estrellas brillantes, con masas entre 15 y 30 veces la de nuestro Sol, se convirtieron en los protagonistas de este estudio.

Esta radiación dispersa la materia en el disco, obstaculizando la formación de planetas. De hecho, la investigación sugiere que la creación de un planeta con la masa de Júpiter en este disco es imposible debido a la acción destructiva de la radiación.

Existir o no existir

La formación planetaria enfrenta limitaciones impuestas por procesos que despojan al disco de masa, como la fotoevaporación. Este fenómeno ocurre cuando las capas superiores de los discos protoplanetarios se calientan por rayos X o fotones ultravioleta.

Una vez calentado, el gas adquiere la velocidad necesaria para escapar del disco y abandona el sistema, dejando su huella en la danza cósmica entre las estrellas y los mundos en gestación.

En el vasto escenario cósmico, los discos protoplanetarios que rodean a las jóvenes estrellas no son simples anillos inertes de gas y polvo. Más bien, son escenarios dinámicos donde la radiación y las fuerzas gravitacionales danzan en una coreografía cósmica.

Cuando la radiación expulsa la masa del disco, esta no desaparece por completo. En cambio, se acumula en una envoltura difusa alrededor del disco, como un velo de materia dispersa.

Radiación ¿Ultraviolenta?

La potente radiación ultravioleta lejana (FUV) emitida por las estrellas masivas disocia las moléculas de hidrógeno, transformándolas en hidrógeno atómico. A medida que el hidrógeno se convierte en su forma atómica, se calienta y este calor impulsa su evaporación.

Cuando la estrella central es más masiva, su gravedad ejerce un papel crucial. Ayuda a restringir la pérdida de hidrógeno del disco, actuando como un guardián que retiene parte de la materia. Esta reserva de material disponible puede ser crucial para la formación de planetas.

Todo este proceso ocurre rapidamente en el disco. En tan sólo 0.13 millones de años, se extrae suficiente material del disco para impedir la formación de un planeta con la masa similar a la de Júpiter. Sorprendentemente, este proceso es más rápido que incluso la formación inicial de planetas.

Pero la poderosa radiación FUV y los PDR no sólo inhiben la creación de gigantes gaseosos. También moldean otros aspectos del futuro sistema. Afectan la masa, el radio y la vida útil del disco, influyen en su evolución química y determinan el crecimiento y la migración de cualquier planeta que se forme dentro de este polvorín estelar.