El entorno de los lugares de formación de los planetas es "crucial" para la determinación de su tamaño y vida útil

MADRID, 27 (SERVIMEDIA)

El entorno de los discos planetarios, que son los lugares de formación de los planetas, tiene un papel "crucial" a la hora de determinar el tamaño y la vida útil de estos.

Así lo revela un estudio liderado por el profesor de investigación Icrea en el Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (Iccub) Paolo Padoan, que está desafiando la comprensión sobre la formación de discos planetarios en torno a estrellas jóvenes.

La investigación, publicada en la revista Nature Astronomy, introduce una nueva perspectiva sobre la formación de estos lugares. Cuando se forma una estrella, está rodeada por un disco giratorio de gas y polvo. Con el tiempo, este material acaba conformando los planetas. Tradicionalmente, los científicos creían que, una vez que se forma un disco, simplemente pierde masa con el tiempo, ya que alimenta a la estrella y los planetas en crecimiento.

Sin embargo, el trabajo demuestra que las estrellas jóvenes realmente ganan masa de su entorno mediante un proceso conocido como acreción de Bondi-Hoyle. Este proceso ayuda a realimentar el disco, lo que lo hace más grande y duradero de lo que se pensaba.

Padoan explicó que las estrellas nacen en grupos o cúmulos dentro de grandes nubes de gas y pueden permanecer en ese entorno durante varios millones de años después de su nacimiento. Después de la formación de una estrella, su gravedad puede "capturar" más material de la nube parental de gas, que "no es suficiente" para cambiar la masa de la estrella de forma significativa, "pero sí para reestructurar su disco".

Para entender qué masa puede atraer una estrella con esta acumulación de Bondi-Hoyle, y el giro y el tamaño del disco inducido por el nuevo material, "habría que modelar y comprender" algunas propiedades fundamentales del caótico movimiento del gas interestelar, conocido como turbulencia.

El estudio demuestra que la acreción de Bondi-Hoyle puede proporcionar no solo la masa, sino también el momento angular necesario para explicar los tamaños observados de los discos protoplanetarios. Esta comprensión revisada de la formación y la evolución del disco resuelve antiguas discrepancias observacionales y obliga a hacer revisiones sustanciales de los modelos actuales de formación de discos y planetas.

INCÓGNITAS

Además, la investigación también aborda diversas incógnitas sobre la formación de estrellas y planetas, como por qué las estrellas más masivas tienen discos más grandes, por qué algunos sistemas planetarios son inesperadamente masivos y por qué algunos discos duran más de lo esperado. Al cambiar el foco de la estrella en su entorno más amplio. Por ello, el trabajo aporta una nueva perspectiva para explicar la formación de estrellas y planetas.

El equipo científico utilizó simulaciones avanzadas por ordenador y modelado analítico para explicar el tamaño de los discos protoplanetarios medidos por ALMA, el radiotelescopio más potente del mundo. La combinación de modelos teóricos y datos empíricos proporcionó un marco sólido para entender las complejas interacciones entre las estrellas jóvenes y sus entornos.

Comparar los datos observables de las simulaciones con las observaciones reales es "decisivo" para validar las simulaciones. Sin embargo, las simulaciones permiten "ir más allá de lo observable" y llegar hasta las estructuras de densidad, velocidad y campo magnético subyacentes, así como seguirlas en el tiempo, según comentó el investigador del Iccub y miembro del equipo Veli-Matti Pelkonen.

En este estudio, utilizando los datos de simulación, demostraron que la acreción de Bondi-Hoyle desempeña un papel "importante" en la formación de estrellas de la etapa tardía, al aumentar la vida útil y el reservorio de masa de los discos protoplanetarios».

Las implicaciones de este estudio se extienden más allá de la formación de estrellas y planetas. Entender el papel del entorno en la formación del disco también podría arrojar luz sobre las condiciones necesarias para la formación de planetas habitables. Esto podría tener "profundas" implicaciones en la búsqueda de vida más allá del sistema solar.