El telescopio espacial James Webb (JWST) ha captado por primera vez vientos de un viejo disco de formación de planetas que está disperasando activamente su contenido de gas.
Saber cuándo se dispersa el gas es importante, ya que limita el tiempo que les queda a los planetas nacientes para consumir el gas de su entorno, según publica en la revista Astronomical Journal un equipo de científicos dirigido por Naman Bajaj, de la Universidad de Arizona, y la doctora Uma Gorti del Instituto SETI.
En el centro de este descubrimiento está la observación de TCha, una estrella joven (relativa al Sol) envuelta por un disco en erosión notable por su enorme espacio de polvo, de aproximadamente 30 unidades astronómicas de radio.
Por primera vez, los astrónomos han obtenido imágenes del gas en dispersión (también conocido como vientos) utilizando las cuatro líneas de los gases nobles neón (Ne) y argón (Ar), una de las cuales es la primera detección en un disco de formación de planetas.
Las imágenes de [Ne II] muestran que el viento proviene de una región extendida del disco.
«Estos vientos podrían ser impulsados por fotones estelares de alta energía (la luz de la estrella) o por el campo magnético que teje el disco de formación de planetas», dijo Naman en un comunicado.
Los sistemas planetarios como nuestro Sistema Solar parecen contener más objetos rocosos que ricos en gas.
Alrededor de nuestro Sol, se incluyen los planetas interiores, el cinturón de asteroides y el cinturón de Kuiper.
Pero los científicos saben desde hace mucho tiempo que los discos de formación de planetas comienzan con 100 veces más masa en gas que en sólidos, lo que lleva a una pregunta apremiante: ¿cuándo y cómo sale la mayor parte del gas del disco/sistema?
Durante las primeras etapas de la formación del sistema planetario, los planetas se fusionan en un disco giratorio de gas y polvo diminuto alrededor de la joven estrella.
Estas partículas se agrupan y forman trozos cada vez más grandes llamados planetesimales. Con el tiempo, estos planetesimales chocan y se pegan, formando eventualmente planetas.
El tipo, tamaño y ubicación de los planetas que se forman dependen de la cantidad de material disponible y de cuánto tiempo permanece en el disco.
Así, el resultado de la formación de planetas depende de la evolución y dispersión del disco.
El mismo grupo, en otro artículo dirigido por el Dr. Andrew Sellek del Observatorio de Leiden, realizó simulaciones de la dispersión impulsada por fotones estelares para diferenciar entre ambas.
Comparan estas simulaciones con las observaciones reales y encuentran que la dispersión por fotones estelares de alta energía puede explicar las observaciones y, por lo tanto, no puede excluirse como una posibilidad.
Sellek describió cómo «la medición simultánea de las cuatro líneas por parte del JWST resultó crucial para precisar las propiedades del viento y nos ayudó a demostrar que se están dispersando cantidades significativas de gas».
Para ponerlo en contexto, los investigadores calculan que la masa que se dispersa cada año es equivalente a la de la Luna.
Un artículo complementario, actualmente bajo revisión del Astronomical Journal, detallará estos resultados.
La línea [Ne II] se descubrió por primera vez hacia varios discos de formación de planetas en 2007 con el Telescopio Espacial Spitzer y pronto fue identificada como un trazador de vientos por el líder del proyecto, el Prof. Pascucci de la Universidad de Arizona; esto transformó los esfuerzos de investigación centrados en comprender la dispersión de gas en discos.
El descubrimiento de [Ne II] resuelto espacialmente y la primera detección de [Ar III] utilizando el JWST podrían convertirse en el siguiente paso hacia la transformación de nuestra comprensión de este proceso.
