Hay 450 años luz entre la Tierra y LkCa15, una estrella joven con un disco protoplanetario a su alrededor. Dicho disco está formado por rocas y polvo que giran a toda velocidad atraídos por la gravedad de la estrella, creando las condiciones ideales para el nacimiento de planetas.
A pesar de la enorme distancia entre la estrella y nuestro planeta, investigadores de las Universidades de Arizona y de Stanford han capturado la primera fotografía del nacimiento de un planeta en el gaseoso y polvoriento disco alrededor de la estrella LkCa15.
Este hito nos acerca un paso más hacia un sueño latente en la humanidad desde la prehistoria: ¡Entender cómo se forman los planetas!
Y es que, aunque parezca mentira, no hace ni 30 años que se lograron detectar por primera vez planetas exteriores al sistema solar (llamados exoplanetas). Además, de los más de 2.000 exoplanetas conocidos hasta el momento sólo unos 10 han sido observados directamente (leer: Exoplanetas: Buscando otra Tierra) y ninguno durante su estado de formación.
Así, es fácil entender porque el artículo publicado hace unas semanas en la revista Nature (leer aquí) ha causado tanto revuelo. “Ésta es la primera vez que hemos logrado imágenes de un planeta que está aún en formación“, explica Steph Sallum, estudiante graduada de la Universidad de Arizona y coautora del artículo.
La casualidad quiso que Sallum descubriera hace unos meses que en la Universidad de Stanford la doctora Kate Follette estaba investigando el mismo sistema estelar que ella. Compartieron sus resultados y, finalmente, creen tener datos suficiente para afirmar que lo que han detectado es la formación del planeta LkCa 15 b y que éste acabará siendo un gigante gaseoso similar a Júpiter.
A continuación se muestra una composición de varias imágenes. El fondo gris está extraído de una investigación anterior y representa el disco protoplanetario. Sobre él, las manchas azules muestran los datos obtenidos con el Telescopio de Magallanes (en Chile), mientras que las verdes y rojas fueron obtenidas mediante el Gran Telescopio Binocular (Arizona).
(a) Imágenes coloreadas de la detección del protoplaneta junto al disco protoplanetario. (b) Zoom. Imagen: S. Sallum et al.
Se sabe desde hace décadas que los discos protoplanetarios aparecen alrededor de estrellas jóvenes a partir de escombros de roca y polvo sobrantes de la formación del astro. La mayoría de los astrónomos están de acuerdo en que los planetas se forman en el interior de dichos discos, aglutinando la roca y el polvo por efecto de su atracción gravitatoria. Y se cree que a medida que el planeta crece y absorbe todo lo que le rodea, se crea una gran franja libre de escombros por la que el planeta puede orbitar su estrella.
Pero esta última teoría no había podido ser contrastada experimentalmente hasta ahora, pues no se tenían medios técnicos para ver lo que sucede en el interior de los discos protoplanetarios. Capturar imágenes precisas de objetos lejanos es muy difícil, en parte debido a la turbulencia atmosférica. “Cuando miras a través de la atmósfera terrestre, lo que ves es aire frío y caliente mezclados de manera turbulenta. Esto es lo que hace titilar a las estrellas”, explica Laird Close, astrónomo de la Universidad de Arizona.
Así, la relación entre la franja libre de escombros y la formación de planetas nunca había podido ser confirmada experimentalmente. Hasta ahora…
Buscando la firma de los planetas
Ante los problemas para observar lo que sucede en el interior de un disco protoplanetario, la doctora Follet y su equipo diseñaron un instrumento para detectar la “firma” de los planetas. El proceso por el que un protoplaneta evoluciona desde un origen rocoso y helado hasta convertirse en un gigante gaseoso tiene que ver con los átomos de hidrógeno presentes en el disco protoplanetario. Dicho hidrógeno es atraído por la gravedad del protoplaneta y, a medida que se acumula, se calienta y brilla emitiendo radiación de una longitud de onda muy característica.
Usando el Telescopio de Magallanes, el equipo de astrónomos fue capaz de detectar esa radiación tan característica emanando del disco protoplanetario, la firma del hidrógeno anunciando que por alguna razón se estaba acumulando ahí. “Me emocioné mucho en cuanto procesé los datos, pero quería ser cautelosa”, dice Follette. “Estaba segura de que había encontrado algo interesante, pero en este campo estamos siempre persiguiendo objetos que se encuentran en el límite de lo detectable”, añade. Y es así, la astronomía depende de tenues señales que llegan a la Tierra desde muy lejos, dando lugar a resultados que a veces acaban siendo falsos. Sin embargo la nuestra es hoy una historia con final feliz (por el momento). “Lo realmente interesante es que nuestros resultados han superado todos los tests que hemos hecho para estar seguros de que son ciertos”, concluye Follette sin ocultar su alegría.
Sus conclusiones fueron, además, confirmadas con datos obtenidos por Sallum mediante otra técnica complementaria. “Resultados como éste sólo han sido posibles gracias al uso de tecnologías muy avanzadas en la visualización de estrellas”, explica Peter Tuthill, investigador de la Universidad de Sydney y otro de los coautores del artículo.
A continuación podéis ver una simulación creada por Andrew Shuta (Universidad de Arizona) en la que se muestran los datos analizados y la forma de la órbita del protoplaneta.
Los astrónomos tendrán aún la posibilidad de recabar mucha más información sobre la formación del planeta LkCa 15 b. Si al final se demuestra que el planeta es el responsable de la franja libre de escombros en el disco protoplanetario, se podrá suponer que cada vez que se detecte una franja parecida podría ser un indicativo del nacimiento de un planeta en esa zona.
Así avanza la astronomía. Lentamente vamos descubriendo nuevas maneras de detectar y caracterizar sistemas planetarios lejanos. Un paso más en nuestra búsqueda incesante. ¿Hasta dónde?
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