El nacimiento de los planetas sigue siendo a día de hoy un misterio para la ciencia. Los investigadores saben que existen planetas orbitando alrededor de prácticamente cada estrella del cosmos, pero todavía no han podido determinar cómo y bajo qué condiciones estos sistemas se forman. Para responder a esta pregunta, los astrónomos necesitan estudiar los discos en rotación de gas y polvo que pueden observarse en las estrellas más jóvenes. ¿El problema? Estos discos son realmente pequeños y se encuentran muy alejados de la Tierra, lo que complica su investigación. Gracias al telescopio ALMA, hoy podemos conocer con mayor precisión los lugares de construcción de los planetas alrededor de las estrellas.La gran resolución de telescopios como ALMA permite analizar los discos de gas y polvo alrededor de las estrellas jóvenes
Son precisamente las estrellas más jóvenes las que esconden los secretos sobre la formación de los planetas y solo la gran sensibilidad de telescopios como ALMA puede permitirnos desvelar las incógnitas sobre los discos de polvo estelar. Un tipo de discos, denominados discos de transición, cuenta con una ausencia intrigante de polvo en su centro, en la zona que rodea a la estrella. Para entender esta incógnita, los científicos habían planteado dos hipótesis: bien que los vientos y la radiación estelar "desgarrara" estas regiones o bien que los planetas jóvenes masivos eliminaran parte de este material.
Las últimas observaciones del telescopio ALMA han permitido revelar el misterio. La nitidez y sensibilidad del telescopio nos ayuda a "mapear" la distribución de gas y polvo que se encuentra en estos discos de transición, un hallazgo nunca logrado hasta la fecha. Así vieron que en las zonas de vacío de polvo estelar existían cantidades muy significativas de gas, aunque para sorpresa de los astrónomos, también había regiones de vacío en el propio gas. Según los resultados presentados, dicha distribución solo podría explicarse en un contexto en el que planetas tan masivos como Júpiter se hubieran formado de manera reciente. Es decir, en estos "lugares de nacimiento" de los planetas, estos sistemas eran capaces de "despejar" el gas a medida que orbitaban, al mismo tiempo que atrapaban las partículas de polvo en regiones más lejanas, un proceso conocido como fotoevaporación.
Como explica Nienke van der Marel, del Observatorio de Leiden en los Países Bajos, "observaciones anteriores ya habían entregado indicios de la presencia de gas en el interior de los vacíos de polvo". "El gran vacío señala claramente la presencia de planetas con varias veces la masa de Júpiter, creando estas cavernas a medida que se mueven rápidamente a través del disco", prosigue el científico. Los resultados fueron obtenidos utilizando solo una décima parte del poder de resolución actual de ALMA, pues las observaciones se hicieron cuando el telescopio estaba en plena construcción en Chile.ALMA está indicando a los investigadores dónde mirar, para mejorar sus observaciones con telescopios más potentes en el futuro
El mapeo de la distribución de gas y polvo en estos cuatro discos apunta, de manera preliminar, a los lugares donde se irían construyendo este tipo de planetas masivos alrededor de las estrellas jóvenes. Los científicos han comentado que son necesarios más estudios para determinar si otros discos de transición siguen también este patrón. Según Ewine van Dishoeck, de la Universidad de Leiden y el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, "todos los discos de transición estudiados hasta ahora con grandes cavidades de polvo también presentan cavidades de gas. Así, con ALMA, podemos ahora descubrir dónde y cuándo nacen planetas gigantes en estos discos, y comparar estos resultados con los modelos de formación planetaria".
Gracias a este trabajo, la comunidad científica puede ir señalando regiones del cosmos caracterizadas por ser posibles "lugares de nacimiento" de los planetas. El telescopio ALMA, en otras palabras, está indicando a los astrónomos dónde deben mirar. Cuando finalice la construcción de los telescopios de la próxima generación, como el European Extremely Large Telescope, podremos llegar mucho más lejos a la hora de revelar las zonas donde se forman y construyen planetas tan grandes como Júpiter. La investigación ha sido publicada en la revista Astronomy & Astrophysics y ha contado con la colaboración de científicos de los Países Bajos, Alemania, Estados Unidos y China.