James Webb revela el reloj que condiciona la formación de planetas
Un análisis realizado con datos del Telescopio Espacial James Webb permitió reconstruir cómo evoluciona la pérdida de gas en los discos donde nacen los planetas. El trabajo, encabezado por Naman S. Bajaj, de la Universidad de Arizona, examinó 72 discos protoplanetarios y fue publicado en The Astronomical Journal.
Los discos protoplanetarios son estructuras de gas y polvo que rodean a las estrellas jóvenes. De ese material surgen tanto planetas rocosos como mundos gigantes ricos en hidrógeno y helio. Sin embargo, el gas permanece disponible durante un período limitado, por lo que su desaparición condiciona especialmente la formación de planetas similares a Júpiter y Saturno.
Para estudiar ese proceso, los investigadores utilizaron información obtenida por MIRI, el instrumento de infrarrojo medio del James Webb. Detectaron emisiones extendidas asociadas al hidrógeno molecular y al neón ionizado en 66 de los 72 discos analizados. Además, identificaron vientos cónicos de hidrógeno en 46 sistemas y chorros de neón de alta velocidad en 40.
Los resultados indican que el mecanismo dominante cambia con la evolución del sistema. Durante las primeras etapas, cuando grandes cantidades de material todavía caen hacia la estrella, aparecen chorros y vientos compuestos por gas molecular y atómico. Estas estructuras son compatibles con vientos magnetohidrodinámicos, impulsados por los campos magnéticos presentes en el disco.
Por otro lado, cuando disminuye la acreción y el sistema envejece, los chorros pierden intensidad y los vientos se vuelven principalmente atómicos. En este marco, la radiación ultravioleta y los rayos X emitidos por la estrella pueden alcanzar con mayor facilidad el gas restante, calentarlo y favorecer su escape mediante un proceso conocido como fotoevaporación.
La consecuencia es relevante para comprender por qué los sistemas planetarios terminan siendo tan diferentes entre sí. Si un disco pierde rápidamente su gas, se reduce la posibilidad de que un planeta en formación acumule una atmósfera masiva. Por eso, los autores describen la formación de gigantes gaseosos como una carrera contra el tiempo.
El trabajo no establece que existan únicamente “dos factores que determinan el tamaño” de los planetas. Su aporte central es mostrar, con una muestra amplia, cómo se modifican los mecanismos responsables de retirar gas a medida que el sistema evoluciona.
Ahora, los investigadores buscarán calcular cuánto gas se pierde mediante cada mecanismo y desde qué zonas del disco se produce esa pérdida. Esas mediciones podrían precisar cuánto tiempo permanece abierta la ventana para la formación de planetas ricos en gas.