Las nuevas observaciones de Webb muestran discos planetarios de hasta 30 millones de años de antigüedad
Las estrellas mucho más pequeñas que el Sol pueden formar muchos más planetas. De hecho, sus discos protoplanetarios en los que se forman los planetas duran más que en estrellas similares al Sol, lo que aumenta la probabilidad de que se formen planetas.
La formación de planetas es una especie de carrera contra el tiempo. Los exoplanetas, tanto gaseosos como rocosos, tienen un promedio de 10 millones de años para formarse desde el nacimiento de su estrella anfitriona. Después de estos 10 millones de años su formación ya no es posible.
Observaciones recientes muestran inesperadamente que en el caso de estrellas de baja masa (estrellas mucho más pequeñas que el Sol) a los planetas se les concede un “bono” en el sentido de que se les dan hasta 30 millones de años para formarse.
¿Por qué existe esta peculiaridad que favorece la formación de planetas extrasolares alrededor de estrellas menos masivas mientras que la misma regla no se aplica a estrellas más masivas? Para entender esto, comencemos mirando dónde ocurre la formación de planetas.
Dónde se forman los planetas
Las estrellas muy jóvenes se caracterizan por la presencia de un disco (como se muestra en las figuras siguientes), más bien aplanado y formado por polvo y gas. Se trata del residuo de polvo y gas del fragmento de la nube molecular de la que nació la estrella, tras el colapso gravitacional.
Durante un cierto período de tiempo después del nacimiento de la estrella, el gas y el polvo de este disco continúan cayendo sobre la estrella, aumentando así su masa. Por esta razón el disco se llama “disco de acreción”.
Es precisamente dentro del disco de acreción donde se forman los planetas a partir de gas y polvo. En este sentido, el disco también se denomina “disco protoplanetario”. Sin embargo, la vida del disco, comparada con los miles de millones de años de vida de una estrella, es muy corta, generalmente no más de 10 millones de años. Pero ¿por qué los discos protoplanetarios duran tan poco?
Una carrera contra el tiempo
La radiación energética emitida por la estrella, pero también el viento estelar de partículas eléctricas arrastradas por la propia estrella, tiene el efecto de evaporar el gas presente en el disco y también de dispersar el polvo.
Por lo tanto, a medida que pasa el tiempo, debido a esta irradiación de la misma estrella, el disco se vuelve cada vez más pobre en gas y polvo, es decir, cada vez más pobre en los ingredientes básicos para la formación de planetas.
Se observa que los discos se dispersan en promedio cada 10 millones de años desde el nacimiento de la estrella. La novedad, que de alguna manera cambia este escenario, son las recientes observaciones que han permitido descubrir una estrella de 30 millones de años con un disco todavía rico en gas y polvo disponible en cantidades suficientes para formar planetas.
Por qué algunos discos protoplanetarios viven más tiempo
La estrella en cuestión se llama WISE J044634.16–262756.1B y se puede observar en dirección a la constelación de Columba. El rico disco de esta estrella fue descubierto por un equipo de astrónomos de la Universidad de Arizona. Publicaron los resultados de su investigación en la revista Astrophysical Journal Letters, coescrita por el astrónomo Feng Long.
Este “bonus” de otros 20 millones de años, además de los 10 como todas las demás estrellas, parece deberse a la pequeña masa de la estrella. Se cree que la irradiación del disco protoestelar por estrellas de baja masa, y por tanto por estrellas con una temperatura superficial mucho menor que la del Sol, no es capaz de evaporar eficazmente el gas del disco.
Además, las observaciones realizadas con el telescopio espacial James Webb han revelado que a lo largo de 30 millones de años la composición química del disco ha permanecido prácticamente inalterada, garantizando así las mismas buenas condiciones para la formación de planetas. Este estudio demuestra que las estrellas de baja masa permiten a sus planetas al menos tres veces más tiempo para formarse.
Esta circunstancia tiene también profundas consecuencias en la arquitectura del sistema planetario, y por tanto en la distribución de las distancias de los planetas a la estrella central, que difieren para las estrellas pequeñas de las de gran masa. De hecho, el proceso de migración planetaria es bien conocido, ya que los planetas se mueven con el tiempo desde la posición en la que se formaron.
Para que se produzca la migración es necesaria la presencia de gas. Por lo tanto, los discos de estrellas de baja masa garantizan que esta migración pueda tener lugar y completarse durante un tiempo más largo.