Una nueva investigación revela que los planetas se forman secuencialmente, como un juego de dominó

Nuevas investigaciones revelan que los sistemas planetarios se forman en una reacción en cadena, donde la creación de un planeta facilita la formación de otros, como un efecto dominó cósmico.

Fotografía del disco circumplanetario alrededor del exoplaneta PDS 70c, donde se está formando más planetas. Crédito: ALMA

Los sistemas planetarios nacen en discos protoplanetarios, densas nubes de gas y polvo que rodean a las estrellas jóvenes. Estos discos son el caldo de cultivo donde se forman los planetas. Hasta la fecha, se han identificado más de 5,000 de estos sistemas, y más de 1000 de ellos albergan múltiples planetas.

Sin embargo, el proceso detallado de cómo se forman estos sistemas sigue siendo un misterio. La clave podría estar en entender cómo un planeta puede influir en la formación de otro, creando una reacción en cadena que da lugar a sistemas complejos como el nuestro.

A medida que el material en el disco se agrupa y colisiona, se forman planetesimales, los cuales pueden fusionarse para formar cuerpos más grandes, eventualmente dando lugar a planetas. La interacción entre estos cuerpos y el disco circundante es crucial para entender cómo se forman los sistemas planetarios.

Este proceso de formación planetaria es complejo y aún no se comprende completamente. Sin embargo, las observaciones y estudios recientes están proporcionando nuevas pistas sobre cómo se forman los sistemas planetarios y cómo los planetas interactúan con su entorno durante su formación.

Sistema PDS 70: un laboratorio natural

Uno de los sistemas más fascinantes bajo estudio es PDS 70, una joven estrella situada a 367 años luz de distancia, en la constelación de Centauro. Este sistema es único porque es el único conocido donde se han confirmado planetas completamente formados dentro de un disco protoplanetario mediante observaciones ópticas e infrarrojas.

Investigaciones anteriores utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) identificaron un anillo de polvo fuera de las órbitas de dos planetas en este sistema, pero no pudieron proporcionar detalles sobre la distribución del polvo.

Las observaciones mostraron que los planetas en este sistema están rodeados por discos de polvo y gas; estructuras esenciales para la formación de lunas y otros cuerpos menores. Además, las interacciones entre los planetas y el disco protoplanetario pueden crear estructuras como anillos y huecos, que son indicativos de la presencia de planetas.

El estudio de sistemas como PDS 70 no sólo nos ayuda a entender la formación planetaria, también proporciona información valiosa sobre su evolución. Al observar estos sistemas en diferentes etapas de su desarrollo, los científicos pueden construir un cuadro más completo de los sistemas planetarios a lo largo del tiempo.

ALMA: revelando secretos ocultos

Un equipo de investigación liderado por Kiyoaki Doi, becario postdoctoral en el Instituto Max Planck de Astronomía, utilizó observaciones de alta resolución de ALMA en longitudes de onda de radio más largas para penetrar más profundamente en la nube de polvo alrededor de PDS 70.

Los datos revelaron una concentración distinta de polvo en la región noroeste del anillo, justo fuera de las órbitas de los planetas existentes. Esto sugiere que las interacciones entre los planetas y el disco circundante concentran los granos de polvo en áreas específicas, donde estos cúmulos de polvo probablemente crecen hasta convertirse en nuevos planetas.

Formación del disco protoplanetario, sus diversos anillos y otros cuerpos. Crédito: ALMA

Las observaciones de ALMA han sido cruciales para entender la distribución del polvo en el sistema PDS 70. Al observar en longitudes de onda de radio más largas, los científicos pueden penetrar más profundamente en el disco de polvo y obtener una imagen más clara de las regiones donde el polvo se concentra, áreas que podrían ser sitios de formación planetaria activa.

La concentración de polvo en ciertas regiones del disco protoplanetario es un indicio de que los planetas en formación están interactuando con el disco y moldeando su entorno para crear regiones de alta densidad, donde los granos pueden agruparse y crecer hasta formar planetas.

El efecto dominó

El estudio proporciona una fuerte evidencia observacional de que los sistemas planetarios, incluyendo nuestro Sistema Solar, se forman a través de un proceso secuencial. La formación de planetas en las cercanías de la estrella, moldea el entorno circundante, fomentando que se formen planetas adicionales más lejos.

Este proceso se desarrolla como una reacción en cadena, con cada planeta preparando el escenario para el siguiente, de manera similar a cómo caen las fichas de dominó. Esta nueva comprensión no solo ilumina el pasado de nuestro propio sistema, sino que también abre nuevas vías para explorar la formación de planetas en otros sistemas estelares.

En lugar de ver la formación de planetas como eventos aislados, esta nueva perspectiva sugiere que la formación de un planeta puede desencadenar la formación de otros planetas en el mismo sistema. Esto tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión de cómo se forman y evolucionan los sistemas planetarios.

Este efecto podría explicar por qué hemos encontrado tantos sistemas planetarios con múltiples planetas, si estos sistemas son comunes, entonces las posibilidades de encontrar planetas habitables aumentan. Al estudiar cómo se forman y evolucionan estos sistemas, podemos mejorar nuestras posibilidades de encontrar planetas que puedan albergar vida.