Los astrónomos han capturado las imágenes más claras hasta el momento de 24 discos de escombros que orbitan alrededor de estrellas distantes, proporcionando información crítica sobre la fase caótica y de transición entre la formación de planetas y los sistemas exoplanetarios maduros. Estos discos son restos de polvo y planetesimales que quedaron después de que se formaron los planetas, esencialmente los equivalentes extrasolares de nuestros propios cinturones de asteroides y de Kuiper.
El eslabón perdido en la evolución planetaria
Durante años, los científicos han estudiado tanto las primeras etapas de la formación de planetas (discos protoplanetarios) como los sistemas exoplanetarios completamente desarrollados. Los discos de escombros llenan un vacío crítico: los “años de adolescencia” de un sistema solar, donde los planetas se están asentando en órbitas estables, las colisiones aún son comunes y la estructura general está siendo moldeada por fuerzas gravitacionales.
Los discos de escombros son débiles, lo que los hace difíciles de observar. Sin embargo, utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un equipo dirigido por Meredith Hughes de la Wesleyan University superó estos desafíos y produjo imágenes de alta resolución como parte del estudio ALMA para resolver las subestructuras del cinturón exoKuiper (ARKS).
Diversas estructuras revelan historias dinámicas
Las observaciones revelan una notable diversidad entre estos discos. No son simples anillos como los que a veces se ven alrededor de estrellas más jóvenes. En cambio, muchos exhiben:
- Múltiples anillos y huecos, lo que sugiere la presencia de planetas que han esculpido el disco a lo largo del tiempo.
- Estructuras tipo halo, potencialmente causadas por gas persistente o interacciones gravitacionales.
- Formas asimétricas, que insinúan colisiones en curso o la influencia de planetas invisibles.
Aproximadamente un tercio de los discos muestran subestructuras claras, lo que significa que los discos no son lisos, sino que contienen restos de etapas anteriores de formación de planetas. Algunos discos parecen tranquilos y dispersos, mientras que otros son caóticos e hinchados, haciéndose eco de la mezcla de objetos estables y dispersos en nuestro propio Sistema Solar.
Retención de gas y evolución continua
En particular, varios discos retienen gas durante mucho más tiempo de lo esperado, un descubrimiento que podría afectar la química de cualquier planeta que aún se esté formando dentro de ellos. El equipo también descubrió que muchos discos están desequilibrados, lo que sugiere empujones gravitacionales de planetas ocultos o cicatrices de migraciones planetarias pasadas.
“Estos discos registran un período en el que las órbitas planetarias estaban siendo alteradas y enormes impactos… estaban dando forma a sistemas solares jóvenes”, dijo Luca Matrà, astrónomo del Trinity College de Dublín. El estudio ARKS proporciona un nuevo estándar de oro para estudiar discos de escombros, permitiendo a los científicos decodificar si la historia de nuestro Sistema Solar fue común o única.
Esta investigación subraya la naturaleza violenta y dinámica de la evolución del sistema planetario. Los hallazgos sugieren que la historia del Sistema Solar puede no ser un caso atípico, sino más bien un resultado típico de los complejos procesos que siguen a la formación de los planetas.
Los resultados han sido publicados en la revista Astronomy & Astrophysics.
