EL Telescopio espacial James Webb (JWST) acaba de resolver un misterio de 20 años sobre cómo las estrellas antiguas podrían albergar planetas masivos.
A principios de la década de 2000, el telescopio espacial Hubble observó el planeta más antiguo jamásun objeto 2,5 veces más grande que Júpiter que se formó en la Vía Láctea hace 13 mil millones de años, menos de mil millones de años después del nacimiento del universo. El descubrimiento de otros planetas viejos pronto siguió. Esto intrigó a los científicos porque las estrellas del universo primitivo deberían haber estado formadas principalmente por elementos ligeros como hidrógeno y helio, sin casi ninguno de los elementos pesados, como carbono y hierro, que forman los planetas.
Los astrónomos creían que los discos de polvo y gas que rodeaban estas estrellas de elementos ligeros deberían haber sido arrastrados por la propia radiación de la estrella, dispersando el disco en unos pocos millones de años y sin dejar nada detrás para formar un planeta. Los elementos pesados necesarios para construir un disco planetario duradero alrededor de una estrella no estuvieron disponibles hasta más tarde. Las explosiones de supernovas las crearon.Pensaron los científicos.
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Pero ahora JWST ha observado de cerca un proxy moderno de estas viejas estrellas y ha descubierto que el Hubble no estaba equivocado. En una nueva investigación publicada el 16 de diciembre en La revista de astrofísicaLos investigadores han descubierto que cuando contienen pocos elementos metálicos pesados, los discos planetarios pueden durar mucho más de lo que se pensaba anteriormente.
“Vemos que estas estrellas están rodeadas de discos y todavía están devorando material, incluso a una edad relativamente avanzada de 20 años. [million] o 30 millones de años», autor principal del estudio Guido De Marchiastrónomo del Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial en Noordwijk, Países Bajos, dijo en un comunicado. «También implica que los planetas tienen más tiempo para formarse y crecer alrededor de estas estrellas que en las regiones de formación estelar cercanas a nuestra propia galaxia».
Observaciones de James Webb
JWST observó los espectros (una medida de diferentes longitudes de onda de luz) de estrellas en el cúmulo de formación estelar llamado NGC 346. Las condiciones en este cúmulo son similares a las del universo primitivo, con muchos elementos ligeros como hidrógeno y helio y una relativa escasez de elementos metálicos y otros más pesados. El grupo está en el Pequeña Nube de Magallanesuna galaxia situada a 199.000 años luz de la Tierra.
La luz y las ondas electromagnéticas que emanan de estas estrellas y sus alrededores han revelado que albergan discos planetarios de larga vida. Según Marchi y sus colegas, esto podría funcionar de dos maneras.
La primera es que las estrellas formadas por elementos ligeros no albergan muchos elementos en proceso de desintegración radiactiva: todos estos elementos radiactivos son más pesados. Esta falta de radiación significa que la estrella tiene menos poder para repeler el disco planetario, lo que significa que puede durar mucho más que un disco alrededor de una estrella que contenga elementos más pesados.
Otra posibilidad es que una estrella formada sólo por elementos ligeros deba formarse a partir de una nube muy, muy grande de polvo y gas. Esta nube de polvo extragrande también dejaría tras de sí un enorme disco alrededor de la estrella recién nacida, y este enorme disco podría tardar mucho tiempo en alejarse, a pesar de que las estrellas con elementos ligeros emiten tanta radiación como las estrellas con elementos más pesados.
«Esto tiene implicaciones sobre cómo se forma un planeta y qué tipo de arquitectura de sistema puede tener en estos diferentes entornos», coautor del estudio. Elena Sabbidijo en el comunicado el científico jefe del Observatorio Gemini en el NOIRLab de la Fundación Nacional de Ciencias en Tucson. «Es muy emocionante».
