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 la 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 desconcertó a los científicos, ya que las estrellas del universo primitivo deberían haber estado compuestas principalmente de 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 un par de 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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Ahora, sin embargo, el JWST ha observado de cerca un proxy moderno de estas viejas estrellas y ha descubierto que el Hubble no se equivocaba. En una nueva investigación publicada el 16 de diciembre en La revista astrofísicalos investigadores descubrieron que cuando hay pocos elementos metálicos pesados, los discos planetarios pueden durar mucho más de lo que se creía anteriormente.
«Vemos que estas estrellas están rodeadas de discos y todavía están en proceso de devorar material, incluso a una edad relativamente avanzada de 20 años. [million] o 30 millones de años», dijo el autor principal del estudio. Guido De Marchiastrónomo del Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial en Noordwijk, Países Bajos, dijo en un comunicado. «Esto también implica que los planetas tienen más tiempo para formarse y crecer alrededor de estas estrellas que en las regiones cercanas de formación de estrellas en nuestra propia galaxia».
Observaciones de James Webb
El JWST observó los espectros (una medición de diferentes longitudes de onda de luz) de las estrellas en el cúmulo de formación de estrellas llamado NGC 346. Las condiciones en este cúmulo son similares a las del universo temprano, con muchos elementos ligeros como hidrógeno y helio y una relativa escasez de elementos metálicos y otros elementos más pesados. El grupo está en el Pequeña Nube de Magallanesuna galaxia a 199.000 años luz de la Tierra.
La luz y las ondas electromagnéticas que emanan de estas estrellas y sus alrededores revelaron que albergan discos planetarios de larga duración. Según Marchi y sus colegas, hay dos formas en que esto podría funcionar.
La primera es que las estrellas formadas por elementos ligeros no albergan muchos elementos en proceso de desintegración radiactiva: todos esos elementos radiactivos son más pesados. Esta falta de radiación significa que la estrella tiene menos poder para alejar el disco planetario, por lo que podría durar mucho más que un disco alrededor de una estrella con elementos más pesados.
Otra posibilidad es que una estrella formada únicamente a partir de elementos ligeros deba formarse a partir de una nube muy, muy grande de polvo y gas. Esta nube de polvo extragrande también dejaría un enorme disco alrededor de la estrella recién nacida, y ese enorme disco podría tardar mucho tiempo en desaparecer, incluso si las estrellas de elementos ligeros emiten tanta radiación como las estrellas de elementos más pesados.
«Esto tiene implicaciones sobre cómo se forma un planeta y el tipo de arquitectura del sistema que puede tener en estos diferentes entornos», afirma el 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. «Esto es muy emocionante».
