Los astrónomos captan por primera vez el nacimiento de un nuevo sistema solar

Un equipo internacional de astrónomos ha observado por primera vez el instante en que comienzan a formarse planetas alrededor de una estrella fuera del Sistema Solar. El hallazgo, publicado este miércoles en Nature, ofrece una imagen sin precedentes de las primeras etapas de formación planetaria y aporta nuevas pistas sobre los orígenes de nuestro propio Sistema Solar.

El descubrimiento se ha producido gracias a una combinación de observaciones del telescopio espacial James Webb (JWST) y del radiotelescopio ALMA, situado en el desierto chileno de Atacama y gestionado por un consorcio internacional en el que participa el Observatorio Europeo Austral (ESO). Los científicos han detectado, por primera vez, la presencia de minerales calientes en proceso de solidificación dentro del disco de gas y polvo que rodea a una estrella muy joven, una señal inequívoca del inicio de la formación de planetas.

“Nunca antes habíamos identificado el momento exacto en el que se inicia la formación planetaria alrededor de una estrella distinta al Sol”, explica la astrónoma Melissa McClure, de la Universidad de Leiden y autora principal del estudio. Su equipo ha encontrado evidencias de la condensación de minerales ricos en silicio, las primeras partículas sólidas que, millones de años más tarde, pueden convertirse en planetas.

Un sistema solar en pañales

El sistema en cuestión gira en torno a HOPS-315, una estrella en formación situada en la nube molecular de Orión, a unos 1.300 años luz de la Tierra. Esta estrella pertenece a la categoría de objetos Clase I: astros muy jóvenes aún envueltos en un cascarón de gas y polvo, pero que ya presentan discos protoplanetarios, las estructuras en las que nacen los planetas.

Gracias a las capacidades espectroscópicas del Webb, los astrónomos detectaron señales de silicio en estado gaseoso y en forma de minerales cristalinos, indicio de que los vapores calientes están comenzando a enfriarse y solidificarse. Posteriormente, las observaciones de ALMA permitieron confirmar que estas señales proceden de una región concreta del disco de HOPS-315, equivalente a la zona del cinturón de asteroides de nuestro Sistema Solar.

“Lo que estamos viendo se parece mucho a lo que debió de ocurrir en los inicios del Sistema Solar”, comenta Merel van ’t Hoff, coautora del estudio desde la Universidad de Purdue. “Es como una imagen del sistema solar bebé”.

Un proceso comparable al del origen de la Tierra

En el Sistema Solar, los indicios más antiguos de formación planetaria se encuentran en ciertos meteoritos primitivos, compuestos por minerales cristalinos como el forsterita o la enstatita, ricos en silicio y magnesio. Estos minerales se forman cuando el gas caliente se enfría y empieza a condensarse, dando lugar a partículas sólidas. Con el tiempo, estas partículas pueden agruparse para formar cuerpos más grandes -los llamados planetesimales- que acabarán convirtiéndose en planetas.

En el caso de HOPS-315, el equipo ha detectado exactamente ese mismo tipo de minerales, formándose en condiciones físicas similares a las que existieron en la nebulosa solar primitiva. La clave ha estado en una región particular del disco conocida como la “zona termostato”, donde las temperaturas rondan los 1.300 grados kelvin, suficientes para vaporizar los granos de polvo originales y permitir que se condensen nuevos sólidos a partir del gas enriquecido.

“Este proceso de condensación y recondensación es lo que marca el tiempo cero de la formación planetaria”, detalla Edwin Bergin, coautor del estudio desde la Universidad de Míchigan. “Y hasta ahora nunca habíamos podido observarlo directamente”.

Una ventana al pasado cósmico

Además de confirmar que los minerales detectados se están formando in situ -y no han sido arrastrados por el chorro de material que emite la estrella-, los investigadores han podido localizar con gran precisión la región del disco donde se está produciendo esta transformación: a poco más de dos unidades astronómicas del centro, una distancia muy próxima a la que orbita la Tierra alrededor del Sol.

Las implicaciones son enormes. No solo confirman las teorías sobre cómo se forman los planetas en las primeras etapas de vida de una estrella, sino que además abren la posibilidad de estudiar ese proceso con una precisión nunca antes alcanzada. En palabras de Elizabeth Humphreys, astrónoma del ESO que no participó en el estudio: “Este trabajo demuestra cómo la combinación del JWST y ALMA permite explorar regiones del universo hasta ahora inaccesibles”.

El disco de HOPS-315, joven pero denso y especialmente rico en polvo, se convierte así en un modelo ideal para investigar el origen de los sistemas planetarios. Según los autores del estudio, el entorno que rodea a esta estrella podría ser análogo al que dio lugar a la formación de la Tierra y los demás planetas del Sistema Solar.

¿El inicio de un planeta?

Los investigadores no descartan que en este disco ya hayan comenzado a formarse planetesimales, los cuerpos sólidos de varios kilómetros que constituyen el paso intermedio entre polvo cósmico y planetas. Si se confirma, HOPS-315 se convertiría en el ejemplo más temprano de formación planetaria jamás observado.

Este hallazgo marca un hito en la astronomía moderna. Hasta ahora, los astrónomos habían sido testigos de planetas ya formados, o de discos protoplanetarios que mostraban signos indirectos de evolución. Pero nunca se había captado el instante preciso en que los primeros sólidos comienzan a emerger del gas, como si de una piedra fundacional se tratase.

Ahora, gracias a Webb y ALMA, tenemos una imagen detallada de ese primer paso. Una instantánea cósmica que nos permite viajar 4.600 millones de años atrás y entender mejor cómo comenzó todo.