Los astrónomos dicen que han sido testigos del nacimiento de un planeta a partir de un disco de gas y polvo que se arremolinaba alrededor de una estrella joven. Tales afirmaciones se han hecho antes, pero el equipo llega a una conclusión aún más controvertida: que este planeta se está formando a partir de gas que colapsa bajo su propia gravedad, un mecanismo conocido como inestabilidad gravitacional o de disco. Eso contrasta con una teoría de formación de planetas más ampliamente aceptada, en la que el polvo y las rocas se pegan, construyendo lentamente un núcleo planetario con suficiente gravedad para extraer gas del disco. De ser cierto, el sistema planetario sería la evidencia más sólida hasta la fecha de inestabilidad del disco. “Este sistema está solo en este momento”, dice el líder del equipo Thayne Currie del Telescopio Subaru en Hawai.
Esa conclusión ya está dividiendo a los teóricos. “Este sistema ciertamente parece que es [undergoing] inestabilidad del disco”, dice Alan Boss de la Carnegie Institution for Science, un antiguo defensor de la teoría. Pero Anders Johansen, un teórico de la Universidad de Copenhague que ayudó a desarrollar la teoría rival de la acumulación de núcleos, no está convencido. «Esto podría ser cualquier mecanismo», dice.
Aunque se han descubierto más de 5000 exoplanetas, solo se han fotografiado directamente unas pocas decenas y ninguno en el acto de nacer. Currie y sus colegas estaban intrigados por la estrella cercana AB Aurigae porque era joven, entre 1 millón y 4 millones de años, y porque su disco contiene características espirales retorcidas que podrían indicar protoplanetas. Pero demostrar que parte de la luz de su disco procedía de un nuevo planeta resplandeciente y caliente en lugar de la luz estelar reflejada no fue una tarea fácil. «Nos sentamos en este resultado durante 5 años», dice Currie. «No creía que fuera un planeta hasta hace relativamente poco tiempo».
Utilizando el Telescopio Subaru y el Telescopio Espacial Hubble, el equipo se acercó a una mancha brillante en uno de los brazos espirales del disco de AB Aurigae. Podría ser simplemente una parte más densa del disco que dispersa más luz estelar, pero Currie dice que la naturaleza de la luz indica que es iluminado desde dentro por un protoplaneta que todavía brilla intensamente desde la formaciónel equipo informa hoy en Naturaleza Astronomía. El gran tamaño de la mancha, más grande que la distancia entre el Sol y la Tierra (1 unidad astronómica, o AU), muestra que todavía está envuelto en gas, inflando su tamaño aparente. Se estima que el planeta propuesto, denominado AB Aurigae b, tiene nueve veces la masa de Júpiter y está muy lejos de su estrella, tres veces más lejos que Neptuno del Sol. «La buena variedad de conjuntos de datos respalda la realidad de la fuente, que de hecho podría ser un planeta gigante en formación incrustado en el disco AB Aurigae», dice Aki Roberge del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, que no participó en el estudio.
Otros no están del todo convencidos de que haya un planeta allí. “La imagen directa es un juego muy sutil”, dice Roman Rafikov de la Universidad de Cambridge, y el elaborado procesamiento de datos requerido puede hacer que las imágenes sean engañosas. Agrega que es preocupante que otros dos telescopios ópticos gigantes, el Very Large Telescope de Europa en Chile y el Large Binocular Telescope Observatory en Arizona, no vean nada en el lugar. También le sorprende que cuando el disco se ve en otras longitudes de onda, hay poca evidencia de un planeta. El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un observatorio de radio en Chile, solo ha visto un suave anillo de polvo fuera de la órbita de AB Aurigae b, sin señales de las distorsiones gravitacionales que se esperarían de un planeta tan grande. «Es desconcertante», dice.
Igual de controvertido será el mecanismo de formación propuesto por el equipo. La teoría clásica de la formación de planetas comienza con los granos de polvo que se unen y se acumulan gradualmente para convertirse en «planetesimales», que tienen un tamaño de kilómetros. Esos planetesimales crecen al chocar con otros hasta convertirse en protoplanetas, de cientos o miles de kilómetros de diámetro. Con ese tamaño, pueden atraer más polvo y gas con su propia gravedad. Si un protoplaneta alcanza varias masas terrestres, puede atrapar una gruesa capa de gas y convertirse en un gigante gaseoso como Júpiter o Saturno.
Sin embargo, a largas distancias de una estrella, las simulaciones sugieren que las colisiones planetesimales son raras, por lo que llevaría demasiado tiempo construir un núcleo planetario; los vientos de la estrella recién nacida se llevarían el gas del disco antes de que el núcleo pudiera recogerlo. Para explicar cómo los planetas como Júpiter pueden evitar esto, los teóricos, incluido Johansen y otros, propusieron la acumulación de guijarros. La idea sugiere que los planetesimales en el disco exterior podrían crecer más rápido, no a través de colisiones, sino agarrando material del tamaño de un guijarro que se ha vuelto lento y más fácil de atrapar por los gases espesos. Ese crecimiento se ve favorecido por el hecho de que este arrastre de gas hace que más guijarros se desplacen hacia adentro desde el disco exterior hacia donde se están formando los planetas.
Aunque la mayoría de los teóricos creen que esto podría crear un sistema solar como el nuestro, pocos sugerirían que podría conducir a la rápida formación de un planeta gigante tan lejos de su estrella como AB Aurigae b. «No entiendo cómo puede haber acumulación de guijarros de un planeta con una masa de nueve Júpiter en 93 UA y que brille después de 2 millones de años», dice Currie.
La alternativa, la inestabilidad del disco, solo funcionaría realmente en los confines de un disco rico en gas frío, donde la gravedad de la estrella es débil y la propia gravedad del gas puede colapsar sobre sí misma. La mayoría de los investigadores piensan que tales circunstancias son tan raras que es poco probable que la inestabilidad del disco desempeñe un papel importante en la formación de planetas, pero tiene sus adeptos. Boss dice que el hecho de que AB Aurigae b aparezca como una gran mancha mantiene la inestabilidad del disco, porque cualquier planeta se formaría por condensación a partir de una nube de gas mucho más grande.
Otros necesitarán más convencimiento. Johansen dice que la posición de AB Aurigae b en uno de los brazos espirales del disco podría indicar cualquiera de los dos mecanismos de creación. Los brazos podrían ser un signo de una nube colapsando por su propia gravedad, o podrían indicar un protoplaneta masivo atrayendo la nube. «Es ambiguo, una situación completa de huevo y gallina», dice. “Esto podría ser cualquiera. La evidencia reportada no es la última palabra, pero todavía estoy emocionado”.
