“Hemos reconstruido por completo toda la teoría de formación de planetas, a partir de resultados obtenidos en los últimos ocho años”, afirmó el astrofísico Carlos Carrasco-González, al impartir la conferencia Polvo eres y en planeta te convertirás, transmitida en vivo el 11 de abril por las plataformas digitales de El Colegio Nacional, como parte del ciclo Noticias del cosmos, coordinado por los colegiados Susana Lizano y Luis Felipe Rodríguez Jorge.

El investigador del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM expuso que para responder a la pregunta ¿cómo se forman los planetas? Lo primero es saber cómo se forman las estrellas, las cuales se constituyen a partir de nubes de polvo del espacio interestelar, que colapsan y forman un objeto celeste en crecimiento hasta llegar a su masa final.

Agregó que cuando se forma una estrella, gran parte del material cae en forma de disco, éste órbita alrededor de la protoestrella y con sus restos se forman los planetas: “a mí me gusta entenderlo como si fuera un accidente, el propio proceso de formación de una estrella va a dar de forma natural planetas alrededor de ésta”.

De acuerdo con el especialista, el sistema solar está formado por planetas rocosos en el interior, como la Tierra, y gigantes gaseosos en el exterior, como Júpiter, que orbitan en el mismo plano: “actualmente se conocen más de 4 mil de estos objetos orbitando estrellas que no son el Sol, incluso de muchos de ellos se pueden caracterizar su atmósfera y se han encontrado algunos potencialmente habitables”.

Explicó que el surgimiento de una estrella viene acompañado de un disco circundante conocido como el disco protoplanetario, que se construye en un 90% de gas interestelar y un 10% de polvo: “el gas se incorpora a la protoestrella para que ésta vaya creciendo hasta alcanzar su masa final y creemos que es el polvo el que evoluciona para formar los planetas”.

En palabras del científico, el polvo estelar se refiere a las rocas, es decir partículas que alcanzan tamaños en micras, milímetros o centímetros: “nosotros partimos de rocas que tienen el tamaño del grosor de un cabello humano y tenemos que formar objetos que tienen kilómetros. No entendemos muy bien cómo ocurre esto, lo que sí entendemos es lo que sucede cuando se forma un planeta dentro del disco”.

Dentro del disco se crean zonas conocidas como densas y poco densas, en otras palabras, el protoplaneta, el cuerpo celeste pequeño considerado un embrión planetario, acumula polvo en algunos lugares y los quita de otros: “el objeto celeste abre un surco a lo largo de su órbita y se va a formar un disco a su alrededor, es en este sitio donde se forman satélites como la Luna”.

Los procesos de formación de planetas pueden observarse a través del infrarrojo o de longitudes de onda de radio, que permiten estudiar propiedades como la evolución de su polvo. Para lo anterior se requiere la interferometría, técnica que consiste en combinar la luz de dos o más telescopios para crear una imagen de un objeto cósmico a detalle.

Carrasco-González también habló de los instrumentos que utiliza actualmente para realizar sus investigaciones. Uno de ellos, el Very Large Array (VLA), un interferómetro ubicado en el desierto de Nuevo México, que incluye 27 antenas de 30 metros de diámetro cada una y que unidas actúan como si fueran una sola con extensión de 30 kilómetros, “permite ver objetos muy débiles y muy lejanos con mucho detalle. Así los astrónomos mexicanos descubrieron las primeras imágenes de radio de discos protoplanetarios, como la de la estrella TW Hydrae, que tiene diez millones de años y creemos que ese rango es donde se forman los planetas”.

El segundo, es el Atacama Large Millimeter Array (ALMA), un interferómetro de 66 antenas de entre 7 y 12 metros de diámetro, que tiene una extensión máxima de 16 kilómetros y se ubica en el Desierto de Atacama, en Chile: “Alma es capaz de observar longitudes de onda más cortas de alrededor de 1 y 3 milímetros, mientras que el VLA observa más largas como de 7 milímetros. Es importante, porque el polvo emite a diferentes intensidades con distintas longitudes de onda. Alrededor de 1 milímetro es donde tiene su máximo de emisión, es decir es mucho más intenso y permite observar a detalle”.

Uno de los hallazgos más sobresalientes de los últimos años es el de HL Tau, una estrella en formación descubierta en 2014 con ALMA. Tiene la edad de un millón de años y dará lugar a un objeto similar al Sol: “los resultados de ALMA han hecho que nos estrujemos la cabeza y empecemos a pensar nuevos mecanismos para crecer el polvo, en particular, una de las cosas más prometedoras son las líneas de hielo, encontradas recientemente”.

Las líneas de hielo se pueden explicar de la siguiente manera. El disco que rodea a una estrella contiene gas y polvo calentado por la radiación a una temperatura aproximada de 1,000°C; sin embargo, en su exterior también tiene material frío que alcanza un promedio de -200°C. Entre ambos extremos existe un sitio que se encuentra a 0°C, eso significa que el disco protoplanetario puede tener agua en forma sólida, en un lado, y gaseosa, en otro: “cuando un grano con hielo llega a la línea se evapora, justo donde hay 0°C se forma un atasco de granos pequeños y permite crear protoplanetas ricos en agua, algo fundamental para la vida”.

En palabras del astrofísico, se piensa que es la posición de la línea de hielo de agua lo que formó planetas. Esa línea se fue moviendo en las diferentes etapas de la formación del sistema solar: “estamos en un momento muy excitante para el estudio de los sistemas planetarios, para el estudio, en particular, de su formación, este ha sido el único caso en el que tenemos una descripción muy buena de todas las propiedades físicas”.

“En pocos años se han conseguido avances significativos de cómo son los sistemas planetarios alrededor de otras estrellas, hemos repensado completamente cómo se forman los planetas y ahora hay mecanismos físicos que pueden explicar su origen”, finalizó.

Fuente: El Colegio Nacional