Captan por primera vez detalles de la "adolescencia" de los sistemas planetarios

Un equipo internacional de astrónomos con participación de la Universidad de La Laguna (ULL) y del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), en el archipiélago atlántico español, ha captado por primera vez los detalles de la "adolescencia" de los sistemas planetarios, época que ha estado rodeada de misterio durante mucho tiempo.

El estudio, denominado ALMA survey to Resolve exoKuiper belt Substructures (ARKS), se basa en una serie de diez artículos que se publican a la vez en la revista Astronomy and Astrophysics y ha sido realizado con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Gracias a este trabajo se han obtenido las imágenes más nítidas hasta la fecha de 24 discos de escombros, los cinturones de polvo que quedan tras la formación de los planetas, informó el IAC en un comunicado.

Estos discos son el equivalente cósmico de la adolescencia de los sistemas planetarios: algo más desarrollados que los discos de formación planetaria, pero sin haber alcanzado la madurez.
 
Según el IAC, estos hallazgos del proyecto ARKS son muy valiosos para la búsqueda de planetas jóvenes y la comprensión de cómo se forman y reorganizan en familias, como los planetas del Sistema Solar.

En este sentido, Carlos del Burgo, investigador de la ULL y del IAC y miembro del proyecto ARKS, destacó el potencial de ALMA para revelar estructuras en discos, ya que permite observaciones cada vez más nítidas que pueden combinarse con curvas de velocidad radial y curvas de luz para mejorar la caracterización de estos mundos emergentes.

Meredith Hughes, profesora asociada de astronomía en Wesleyan University (EEUU) y colíder de este estudio, subrayó la importancia del proyecto, ya que si bien a menudo se han podido ver fotos de la infancia de planetas en formación, hasta ahora la adolescencia era "un eslabón perdido”.
 
La científica señaló que este proyecto permite una nueva perspectiva para interpretar los cráteres de la Luna, la dinámica del Cinturón de Kuiper y el crecimiento de planetas grandes y pequeños.
 
La contraparte de esta fase evolutiva en el Sistema Solar es el Cinturón de Kuiper, un anillo de escombros helados más allá de Neptuno que conserva un registro de colisiones masivas y migraciones planetarias que acontecieron hace miles de millones de años. 

Este nuevo estudio de 24 cinturones de escombros exoplanetarios permite entender mejor lo que vivió el Sistema Solar mientras se formaba la Luna y los planetas se abrían camino hasta sus lugares definitivos.

Discos “adolescentes”

El IAC explica que los discos de escombros son tenues, cientos o incluso miles de veces más débiles que los discos brillantes ricos en gas donde se forman los planetas. 

El equipo de ARKS superó el reto para producir imágenes de estos discos con un detalle sin precedentes, ya que estos tenues discos han logrado ocultarse de los astrónomos durante años pero, gracias a ALMA, ahora es posible observar sus complejas estructuras.

Estas las forman cinturones con múltiples anillos, halos anchos y lisos, bordes afilados e incluso arcos y estructuras inesperadas. 

“Estamos observando una gran diversidad: no solo anillos simples, sino cinturones con múltiples anillos, halos y fuertes asimetrías, lo que revela un capítulo dinámico y complejo en la historia planetaria”, añadió Sebastián Marino, líder del programa ARKS y profesor asociado de University of Exeter (Reino Unido).

La investigación ha permitido comprobar que un tercio de los discos observados muestran subestructuras claras (múltiples anillos o huecos distintivos) que pudieron formarse en etapas anteriores de la formación planetaria o fueron esculpidas por planetas a lo largo de escalas de tiempo mucho más largas.
 
Mientras que algunos discos heredan estructuras intrincadas, otros se suavizan y se extienden en amplios cinturones, de forma similar a cómo se espera  que se haya desarrollado el Sistema Solar.

Además, muchos discos muestran evidencia de zonas de calma y caos, con regiones verticalmente "hinchadas", similares a la mezcla de objetos clásicos del Cinturón de Kuiper del sistema solar y aquellos dispersados por la pasada migración de Neptuno. 

El proyecto ARKS es obra de un equipo internacional de aproximadamente 60 científicos, liderado por la University of Exeter, el Trinity College Dublin y la Wesleyan University, con participación de la ULL y el IAC.