Brazos espirales: no sólo en galaxias

Imagen en el infrarrojo de la región de formación de estrellas Rho Ophiuchi, a una distancia de 450 años-luz (izquierda). La imagen de la derecha muestra la emisión térmica del polvo procedente del disco protoplanetario que rodea la joven estrella Elias 2-27. Crédito: NASA/Spitzer/JPL-Caltech/WISE-Team (imagen izquierda), B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), L. Pérez (MPIfR) (imagen derecha). 

Un equipo de astrónomos ha descubierto una estructura que tiene brazos espirales en el disco de gas y polvo que rodea la joven estrella Elias 2-27. Aunque se han observado estructuras espirales en las superficies de los discos protoplanetarios, estas nuevas observaciones, del observatorio ALMA en Chile, son las primeras en revelar que estas espirales se producen en el plano medio del disco, la región donde tiene lugar la formación de planetas. Esto es importante para la formación planetaria: estructuras como éstas podrían indicar la presencia de un planeta recién formado o crear las condiciones necesarias para que se forme un planeta. Por tanto, estos resultados son un paso crucial para comprender mejor cómo llegaron a existir sistemas planetarios como el nuestro.


Los investigadores, dirigidos por Laura Pérez (Max Planck Institute for Radio Astronomy, MPIfR) han obtenido la primera imagen de una estructura espiral observada en emisión de polvo térmica procedente de un disco protoplanetario, el lugar de nacimiento potencial de un nuevo Sistema Solar. Estas estructuras se piensa que juegan un papel clave en permitir que se formen planetas alrededor de estrellas jóvenes. Los investigadores utilizaron el observatorio internacional ALMA para tomar imágenes del disco alrededor de la joven estrella Elias 2-27, en la constelación de Ofiuco, a una distancia de 450 años-luz de la Tierra.

Estas nuevas observaciones son de interés especial para cualquiera que esté interesado en la formación de planetas. Sin estas estructuras, ¡los planetas podrían no ser capaces ni de formarse! La explicación es como sigue: en un disco liso, los planetas solo pueden crecer paso a paso. Las partículas de polvo que están en el gas del disco ocasionalmente chocan y se juntan, y por colisiones sucesivas, se forman partículas mayores, granos y, al final, cuerpos sólidos. Pero tan pronto como estos cuerpos alcanzan un tamaño de alrededor de un metro, arrastrados por el gas de los alrededores en el disco, migran hacia el interior, hacia la estrella, en un plazo de 1000 años o menos. El tiempo necesario para que estos cuerpos adquieran masa suficiente por colisiones sucesivas para no ser arrastrados por el gas es mucho más largo que eso.

¿Cómo pueden entonces formarse cuerpos de más de un metro? Hay varios mecanismos posibles que permitirían que las rocas primordiales crecieran más con mayor rapidez, hasta alcanzar el tamaño en el que la atracción mutua las convierte en planetas. "Las espirales observadas en Elias 2-27 son la primera prueba directa de los frentes de choque de las ondas de densidad espirales en un disco protoplanetario", comenta Pérez. "Demuestran que son posibles las inestabilidades dentro del disco, lo que puede conducir a fuertes inhomogeneidades del disco y más formación de planetas". Estas inestabilidades no están confinadas a la escala de la formación de planetas. De hecho, el mejor ejemplo conocido son las ondas de densidad de las galaxias de disco, que crean brazos espirales espectaculares en las galaxias espirales.http://observatori.uv.es/