El telescopio espacial James Webb nos ofrece una visión inédita de los lugares donde nacen los planetas: los discos protoplanetarios, verdaderas cunas cósmicas.
A unos 525 años luz, en la región de Tauro donde se forman estrellas jóvenes, se encuentra el objeto IRAS 04302+2247. Este disco aparece de perfil, como una fina banda oscura de gas y polvo. Esta orientación particular permite a los investigadores estudiar su estructura en grosor y ver cómo los granos de polvo, esenciales para la formación de planetas, se acumulan hacia el centro. El disco se extiende por 65 mil millones de kilómetros, es decir, mucho más allá del tamaño de nuestro Sistema Solar.
Vista del disco formador de planetas IRAS 04302+2247 por Webb.
Crédito: ESA/Webb, NASA & CSA, M. Villenave et al.
A diferencia de las vistas "desde arriba", que revelan anillos o espirales, esta observación lateral pone de relieve el grosor del disco, un parámetro clave para comprender la eficacia con la que el polvo se aglomera y acaba dando lugar a planetas. Para obtener estas imágenes, los astrónomos combinaron los datos de la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) y del instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de Webb, enriquecidos por las observaciones ópticas del telescopio espacial Hubble. Esta mezcla de longitudes de onda permite seguir el tamaño y la distribución de los granos de polvo con una precisión sin igual.
A cada lado del disco, aparecen dos nebulosas de reflexión. Su forma simétrica, que recuerda a alas de mariposa, resulta de la luz de la estrella central reflejada por el gas y el polvo circundantes. Estas estructuras son testigos directos de los intercambios de materia que acompañan el crecimiento de la estrella, con chorros y flujos de gas proyectados al espacio.
Este trabajo forma parte del programa de observación Webb GO #2562, dirigido por F. Ménard y K. Stapelfeldt, que se centra en cuatro discos similares. El objetivo es comprender mejor cómo evoluciona y se transforma el polvo en las primeras etapas de la formación planetaria. Estas observaciones dan pistas valiosas sobre lo que ocurrió hace 4.500 millones de años, cuando el Sol y los planetas del Sistema Solar comenzaron a emerger.
Detalle de IRAS 16594-4656 capturado por Webb, mostrando una región central brillante atravesada por una línea oscura de polvo, con lóbulos simétricos de gas luminoso.
Crédito: ESA/Webb, NASA & CSA, M. Villenave et al. Discos protoplanetarios: cunas de los planetas
Un disco protoplanetario es una gran estructura de gas y polvo que rodea a una estrella naciente. Se forma cuando la materia de una nube interestelar se colapsa bajo el efecto de la gravedad, aplanándose en forma de disco giratorio.
En su interior, los granos de polvo se pegan unos a otros, formando poco a poco cuerpos más grandes llamados planetesimales, los bloques de construcción de los futuros planetas. Este proceso, llamado acreción, depende de muchos factores como la temperatura, la densidad de la materia y las turbulencias en el disco.
El estudio de objetos como IRAS 04302 permite a los astrónomos comparar diferentes discos e identificar lo que es común a todos o específico de ciertos tipos de estrellas. Los instrumentos infrarrojos de Webb son particularmente adecuados, ya que pueden atravesar las nubes de polvo opacas en luz visible, revelando así detalles invisibles de otra manera.
Fuente: Nature Astronomy