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Ciencia

El James Webb confirma que formar planetas es una carrera contra el tiempo: el material para construirlos termina desapareciendo

El telescopio espacial analizó 72 estrellas jóvenes similares al Sol y descubrió cómo cambian los mecanismos que expulsan el gas de los discos protoplanetarios. El proceso marca un límite decisivo: los planetas gigantes deben crecer antes de que su principal materia prima se pierda definitivamente en el espacio.
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Cuando nace una estrella, suele quedar rodeada por un enorme disco de gas y polvo. De ese material surgen lentamente los planetas, pero el proceso tiene un problema fundamental: el disco no permanece allí para siempre. Con el paso del tiempo, diferentes mecanismos van expulsando su contenido hasta que queda demasiado poco gas como para continuar formando mundos gigantes.

Ahora, nuevas observaciones realizadas con el telescopio espacial James Webb (JWST) permiten reconstruir con mucho más detalle cómo ocurre esta desaparición. Un equipo encabezado por investigadores de la Universidad de Arizona y el Instituto SETI analizó 72 estrellas jóvenes similares al Sol junto con sus discos protoplanetarios, en uno de los estudios más amplios realizados hasta ahora con Webb sobre este proceso.

Los resultados muestran que los mecanismos responsables de eliminar el material no permanecen iguales durante toda la vida del disco. Al contrario, evolucionan junto con la propia estrella y determinan cuánto tiempo tienen los planetas para formarse.

El James Webb confirma que formar planetas es una carrera contra el tiempo: el material para construirlos termina desapareciendo
© NASASpaceNews – Youtube

Los sistemas jóvenes expulsan enormes cantidades de material

Durante las primeras etapas, cuando la estrella todavía continúa recibiendo materia de su entorno, Webb detectó potentes chorros y extensos vientos compuestos tanto por gas molecular como atómico.

Este comportamiento coincide con las teorías que explican cómo los campos magnéticos atraviesan el disco protoplanetario y pueden actuar como una especie de vía de escape. El gas se desplaza siguiendo esas líneas magnéticas y termina alejándose del sistema, llevándose consigo tanto materia como momento angular.

La consecuencia es importante porque el mismo depósito de gas necesario para construir planetas comienza simultáneamente a desaparecer.

Los investigadores pudieron estudiar estos procesos gracias al instrumento MIRI del James Webb, cuya sensibilidad en el infrarrojo permite detectar diferentes componentes del gas y comparar sistemas que se encuentran en distintas fases de evolución.

Cuando la estrella envejece aparece otro mecanismo

A medida que pasa el tiempo, disminuye la cantidad de material que cae sobre la estrella y los grandes chorros comienzan a debilitarse. Los vientos también cambian y pasan a estar formados principalmente por gas atómico.

Es entonces cuando aumenta la importancia de otro proceso: la fotoevaporación.

Cuando el disco pierde densidad, la radiación de alta energía emitida por la estrella puede penetrarlo con mayor facilidad. Esa radiación calienta el gas hasta proporcionarle suficiente energía para escapar de la gravedad del sistema y dispersarse por el espacio.

Las observaciones del Webb muestran así una transición progresiva: los sistemas jóvenes están dominados principalmente por chorros y vientos relacionados con campos magnéticos, mientras que en sistemas más evolucionados ganan protagonismo los vientos atómicos y la fotoevaporación.

Júpiter tuvo que formarse antes de que se acabara el gas

El descubrimiento tiene consecuencias directas para entender cómo aparecen planetas como Júpiter o Saturno. Estos mundos necesitan acumular enormes cantidades de hidrógeno y otros gases para construir sus gigantescas atmósferas, por lo que no pueden esperar indefinidamente.

Una vez que el disco pierde la mayor parte del gas, esa oportunidad prácticamente desaparece.

Por eso Naman S. Bajaj, de la Universidad de Arizona, define la formación planetaria como “una carrera contra el tiempo”: los futuros gigantes gaseosos tienen que crecer mientras todavía existe suficiente material disponible, antes de que los propios procesos asociados a la estrella terminen expulsándolo.

El estudio también muestra que no existe un único mecanismo responsable de borrar los discos protoplanetarios. Su desaparición parece producirse mediante una sucesión de procesos que cambian a medida que el sistema madura, desde potentes chorros iniciales hasta vientos dominados finalmente por la radiación estelar.

La investigación, titulada JWST/MIRI Reveals the Evolution from Molecular to Atomic Disk Winds y publicada en The Astronomical Journal, ofrece así una imagen mucho más dinámica del nacimiento de los sistemas planetarios: mientras los planetas intentan construirse, su propia estrella está haciendo desaparecer poco a poco los materiales que necesitan para existir.

Fuente: Las Noticias de la Ciencia y la Tecnología.

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