Atacama (Chile).- Por primera vez, un equipo internacional de astrónomas y astrónomos ha logrado observar con extraordinario detalle una etapa poco conocida en la vida de los sistemas planetarios: su «adolescencia». El avance se consiguió gracias al sondeo ARKS (ALMA para Resolver las Subestructuras del Cinturón de Kuiper), que usó el potente Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para obtener las imágenes más nítidas hasta ahora de 24 discos de escombros alrededor de estrellas cercanas.
Estos discos de escombros son cinturones de polvo y fragmentos que quedan después de que los planetas se han formado. No son tan jóvenes como los discos ricos en gas donde nacen los planetas, ni tan estables como los sistemas maduros. Representan una fase intermedia, dinámica y, en muchos casos, caótica, comparable a la adolescencia en la evolución de un sistema planetario.
¿Qué logró observar el estudio ARKS?
El sondeo ARKS consiguió algo que durante años fue esquivo para la astronomía: imágenes detalladas de discos de escombros, estructuras extremadamente tenues y difíciles de detectar. Estos discos pueden ser cientos o incluso miles de veces más débiles que los discos protoplanetarios brillantes que suelen observarse en etapas tempranas.
Gracias a la sensibilidad y resolución de ALMA, los científicos pudieron identificar una sorprendente variedad de formas y subestructuras. No se trata solo de anillos simples de polvo. Las observaciones revelan múltiples anillos, huecos bien definidos, bordes afilados, halos amplios y suaves, así como arcos brillantes y cúmulos irregulares.
“Estamos observando una verdadera diversidad”, explicó Sebastián Marino, líder del programa ARKS y profesor asociado en la Universidad de Exeter. Según el investigador, estas imágenes muestran un capítulo complejo y dinámico en la historia de los sistemas planetarios, moldeado por interacciones gravitacionales y procesos violentos.
¿Por qué esta etapa era tan difícil de estudiar?
Los discos de escombros han sido descritos como “adolescentes que esquivan la cámara”. Su bajo brillo los hacía prácticamente invisibles con instrumentos anteriores, lo que dejó un vacío en el entendimiento de cómo evolucionan los sistemas planetarios tras la formación inicial de los planetas.
Hasta ahora, los astrónomos contaban con imágenes de la “infancia” planetaria —cuando los planetas aún se forman dentro de discos de gas— y con observaciones de sistemas maduros. La etapa intermedia, sin embargo, era el “eslabón perdido” en el álbum familiar de los planetas.
“A menudo hemos visto las fotos de la infancia de los planetas formándose, pero la adolescencia había quedado fuera”, señaló Meredith Hughes, profesora asociada de Astronomía en la Universidad Wesleyana y codirectora principal del estudio.
¿Qué relación tiene esto con nuestro Sistema Solar?
El equivalente de esta fase en nuestro vecindario cósmico es el Cinturón de Kuiper, una región más allá de la órbita de Neptuno poblada por cuerpos helados. Este cinturón conserva huellas de colisiones masivas y migraciones planetarias ocurridas hace miles de millones de años, cuando el Sistema Solar aún se estaba reorganizando.
Al estudiar 24 discos de escombros alrededor de otras estrellas, el equipo de ARKS pudo observar procesos similares a los que vivió nuestro propio sistema. Estas observaciones ayudan a reconstruir un periodo turbulento, cuando los planetas gigantes cambiaban de órbita y grandes impactos —como el que dio origen a la Luna— moldeaban el futuro de los mundos interiores.
¿Qué revelan las subestructuras observadas?
Aproximadamente un tercio de los discos analizados muestra subestructuras claras, como múltiples anillos o huecos pronunciados. Estas características podrían ser restos heredados de etapas tempranas de formación planetaria o el resultado de la influencia gravitacional de planetas que aún no pueden observarse directamente.
En varios sistemas también se detectaron regiones de calma y caos, con zonas verticalmente «hinchadas». Estas recuerdan la mezcla que existe en el cinturón de Kuiper entre objetos que permanecieron en órbitas estables y otros que fueron dispersados por la migración de Neptuno.
Otro hallazgo inesperado fue la presencia de gas en algunos discos. Contrario a lo que se pensaba, ciertos sistemas retienen gas durante más tiempo del previsto, lo que puede influir en la química de los planetas en crecimiento y empujar el polvo hacia grandes halos.
¿Qué implicaciones tiene este descubrimiento?
Los resultados de ARKS muestran que la adolescencia planetaria es una etapa de transición marcada por intensas interacciones y reorganizaciones.
«Estos discos registran un periodo en el que las órbitas planetarias se alteraban y enormes impactos moldeaban los sistemas jóvenes», explicó Luca Matrà, codirector del estudio y profesor asociado del Trinity College de Dublín.
Comprender si estas características caóticas son comunes o excepcionales permitirá a los científicos responder una pregunta clave: ¿la historia del Sistema Solar fue única o representa la norma en la galaxia?
¿Qué sigue para la investigación planetaria?
El sondeo ARKS establece un nuevo estándar para el estudio de discos de escombros, comparable a lo que fue el proyecto DSHARP para los discos protoplanetarios. Además, todos los datos y observaciones han sido puestos a disposición de la comunidad científica internacional, lo que abre la puerta a nuevos descubrimientos.
Para los astrónomos que buscan planetas jóvenes y desean entender cómo se forman y reorganizan las «familias planetarias», este conjunto de datos es una herramienta clave. Como resume Meredith Hughes, el proyecto permite interpretar mejor los cráteres de la Luna, la dinámica del Cinturón de Kuiper y el crecimiento de planetas grandes y pequeños, “como si se hubieran añadido las páginas que faltaban al álbum familiar del Sistema Solar”.
Para más información sobre el estudio, se puede visitar el sitio oficial del proyecto ARKS en https://arkslp.org.
Este artículo fue elaborado con la ayuda de herramientas de inteligencia artificial y revisado por un editor de Hispanos Press.
