Atacama (Chile).- Un equipo internacional de astrónomos ha dado un paso clave en la comprensión de cómo se forman los planetas gigantes, gracias a un conjunto de observaciones realizadas con el radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).
En el marco del programa AGE-PRO, 12 estudios científicos se han publicado en una edición especial de The Astrophysical Journal. Estos estudios arrojan luz sobre la evolución del gas en los discos protoplanetarios, que son estructuras de gas y polvo que rodean a estrellas jóvenes yrellas jóvenes y son cuna de futuros sistemas planetarios.
El programa AGE-PRO, sigla de ALMA Survey of Gas Evolution of PROtoplanetary Disks, observó con gran detalle 30 discos alrededor de estrellas similares al Sol en distintas etapas de desarrollo.
Estas observaciones han revelado, por primera vez de forma sistemática, que el gas y el polvo dentro de estos discos no evolucionan al mismo ritmo. Este hallazgo reconfigura lo que hasta ahora se creía sobre los tiempos disponibles para la formación de planetas, en especial los gigantes gaseosos como Júpiter o Saturno.
Ke Zhang, investigador principal del programa y astrónomo de la Universidad de Wisconsin–Madison, explicó que estos datos ofrecen una visión sin precedentes sobre cómo varía la masa de gas a lo largo de la vida útil del disco.
Dado que los planetas gigantes requieren grandes cantidades de gas para formar sus atmósferas, conocer cuándo y cómo se disipa este componente es crucial para entender su origen.
Los discos protoplanetarios, que pueden durar entre uno y cinco millones de años, son fundamentales para el nacimiento de planetas. Su masa, tamaño y energía inicial determinan no solo qué tipo de planetas se pueden formar (ya sean gigantes, helados o rocosos), sino también sus trayectorias y migraciones dentro del sistema.
Hasta ahora, gran parte de las investigaciones se habían centrado en el polvo, ya que es más fácil de observar. Sin embargo, el gas constituye la mayor parte de la masa de estos discos, y su estudio directo representa un desafío que AGE-PRO ha logrado superar con éxito gracias a la sensibilidad extrema de ALMA.
Este instrumento, ubicado en el desierto de Atacama en Chile, permitió a los investigadores detectar señales moleculares extremadamente débiles. Esto hizo posible rastrear el gas frío, normalmente invisible, a través de líneas como las del monóxido de carbono (CO) y el ion molecular N₂H⁺, lo que mejoró la precisión de las estimaciones de masa. También se encontraron compuestos menos comunes, como H₂CO, DCN, DCO⁺, N₂D⁺ y CH₃CN, aumentando el entendimiento sobre la química en estos ambientes primitivos.
Las regiones observadas —Ofiuco, Lupus y Escorpio Superior— ofrecieron una variedad de edades y características. Esto permitió comparar discos en etapas tempranas con otros mucho más evolucionados.
De forma inesperada, los resultados mostraron que algunos discos longevos conservan más gas del que se creía posible. Esta retención prolongada amplía la ventana temporal en la que los planetas pueden capturar atmósferas densas, lo que representa un giro conceptual en los modelos actuales de formación planetaria.
Una destacada participación chilena tuvo lugar dentro del equipo AGE-PRO. Laura Pérez, astrofísica de la Universidad de Chile y del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA), lideró junto a su equipo varias investigaciones clave. Pérez subrayó que esta es la primera vez que se cuenta con mediciones sistemáticas de la evolución del gas, algo esencial para entender la formación de planetas de gran tamaño.
Carolina Agurto, también parte del CATA, se encargó del análisis de los discos en Escorpio Superior, una región conocida por contener sistemas más antiguos. Su investigación reveló que, en lugar de desaparecer, algunos discos retienen gas durante millones de años, lo que tiene profundas implicancias sobre cuándo y cómo terminan de formarse los planetas.
Aníbal Sierra, por su parte, centró su trabajo en uno de los discos más antiguos y brillantes del estudio, 2MASS J16120668-3010270, en el cual se detectaron señales indirectas de dos planetas en formación. Estas pistas, basadas en alteraciones gravitacionales y acumulaciones de polvo, serán exploradas más a fondo mediante el Telescopio Espacial James Webb (JWST).
También participaron estudiantes de pre y posgrado chilenos, aportando con análisis especializados. Benjamín Cabrera trabajó en estimar las masas de las estrellas anfitrionas, José Mondaca se enfocó en los discos más jóvenes de Ofiuco, y Camila Pulgarés desarrolló un estudio detallado sobre cómo evoluciona el polvo en los discos observados.
En palabras de Ilaria Pascucci, coinvestigadora principal del proyecto y académica de la Universidad de Arizona, «el avance de la ciencia es un esfuerzo verdaderamente colaborativo», destacando la contribución diversa de profesionales de múltiples países. El legado de AGE-PRO no solo está en los datos, sino también en la construcción de un panorama más claro y preciso del entorno donde nacen los planetas.
Con esta serie de hallazgos, se abre un nuevo capítulo en la astrofísica planetaria. La posibilidad de estudiar con exactitud la evolución del gas en los discos protoplanetarios nos permite reimaginar cómo se forman y evolucionan los mundos más allá del Sistema Solar.
