A unos 430 años luz de la Tierra, una joven estrella llamada J16120 está rodeada por el escenario donde nacen los sistemas planetarios: un enorme disco de gas y polvo. A primera vista podría parecer otro de tantos discos observados por los astrónomos. El problema apareció cuando comenzaron a medir cómo se movía su gas.
En una región concreta, un lado giraba más rápido de lo esperado y el otro, más lento. Justo entre ambos, las moléculas mostraban además una dispersión de velocidades anormalmente alta, como si algo invisible estuviera removiendo el material mientras completaba su órbita.
Ese algo encaja con un protoplaneta de aproximadamente cuatro o cinco veces la masa de Júpiter, situado a unas 32 unidades astronómicas de su estrella. Para hacerse una idea, Neptuno orbita al Sol a unas 30 unidades astronómicas. El trabajo dirigido por Anibal Sierra Morales, investigador del Instituto de Astronomía de la UNAM, acaba de publicarse en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
En 2019 una simulación dijo exactamente qué había que buscar
Lo especialmente atractivo del descubrimiento es que los científicos no comenzaron mirando J16120 y preguntándose qué podía significar aquel patrón. Ya sabían qué patrón querían encontrar.
En 2019, simulaciones de interacción entre planetas y discos predijeron que un planeta en formación debería dejar una firma muy específica en las líneas moleculares del gas: un aumento de la dispersión de velocidades cerca de su posición y perturbaciones extendidas a lo largo de su órbita. ALMA encontró ahora precisamente eso.
Las observaciones de las líneas de monóxido de carbono muestran un incremento localizado de la dispersión en el lugar donde ya se había propuesto la existencia de un disco circumplanetario. Alrededor aparecen además estructuras en forma de “kink”, una transición entre velocidades subkeplerianas y superkeplerianas y un arco que se extiende desde la posición del candidato. El propio estudio describe el conjunto como evidencia convincente de formación planetaria en curso.
La diferencia es importante. No se trata de haber fotografiado una esfera gigantesca creciendo dentro del disco. Los investigadores están viendo lo que el planeta le está haciendo a su entorno.
Y el gas no es la única pista: otros telescopios ya habían visto algo allí
J16120 llevaba tiempo acumulando indicios. El sistema pertenece a la región de formación estelar Upper Scorpius y su estrella tiene una edad estimada de entre cinco y diez millones de años. Observaciones anteriores ya habían revelado una gran cavidad en su disco y estructuras compatibles con formación planetaria. Más interesante todavía: distintos grupos encontraron de forma independiente señales en prácticamente el mismo sitio.
Se ha detectado un punto brillante en infrarrojo, emisión de hidrógeno alfa y emisión milimétrica de polvo, observaciones realizadas mediante técnicas diferentes. Ninguna de ellas aislada constituye una fotografía definitiva del planeta, pero todas apuntan hacia la misma región. ALMA añadió ahora una pieza especialmente difícil de explicar por casualidad: la dinámica del propio gas.
El disco tampoco es uniforme. Las nuevas observaciones muestran una región interior y dos anillos de polvo cuyos máximos están aproximadamente a 23 y 75 unidades astronómicas. Entre ellos se encuentra el candidato planetario, a unos 32.
La próxima prueba será comprobar si el planeta también está calentando su vecindario
El equipo todavía quiere sumar más evidencias antes de dar por cerrado el caso. Una de las próximas búsquedas consistirá en comprobar si el gas inmediatamente alrededor del protoplaneta está más caliente que el resto del disco, algo esperable si un mundo gigantesco sigue acumulando material mientras se forma. También están previstas nuevas observaciones con SPHERE, cuyos datos deberían llegar a mediados de 2027.
ALMA resulta especialmente adecuado para este tipo de investigación porque sus 66 antenas trabajan conjuntamente para estudiar en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas el gas y el polvo frío de los discos donde nacen los planetas.
La escena, al final, es bastante particular: no podemos distinguir claramente el planeta, pero sí podemos contemplar cómo abre camino mientras nace. En 2019 existía únicamente dentro de una simulación. Siete años después, el gas de un sistema situado a 430 años luz está comportándose prácticamente como aquella simulación dijo que debía hacerlo.
