Desierto de Atacama (Chile).- Un grupo internacional de científicos ha dado un paso decisivo en la comprensión de la formación planetaria gracias al innovador proyecto exoALMA, que utiliza el potente radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ubicado en el desierto de Atacama, Chile.
Este esfuerzo colaborativo ha logrado capturar las imágenes más nítidas jamás obtenidas de sistemas solares en proceso de formación, revelando detalles ocultos de los discos de gas y polvo que rodean a estrellas jóvenes. Los resultados preliminares ya se han traducido en 17 artículos científicos publicados, con varios más en camino.
Gracias a nuevas técnicas de captura y procesamiento de datos desarrolladas especialmente para este proyecto, los astrónomos del equipo exoALMA lograron observar de manera detallada 15 sistemas estelares jóvenes, revelando estructuras como anillos, huecos y movimientos giratorios en el gas que sugieren la presencia de planetas en pleno proceso de formación.
Richard Teague, investigador principal del proyecto, comparó estas nuevas técnicas con cambiar de unas gafas de lectura a unos binoculares de alta potencia, por la mejora radical en el nivel de detalle.
A diferencia de los métodos tradicionales que intentan detectar la luz directa de un planeta joven, exoALMA enfoca su atención en los efectos que los planetas provocan en su entorno. Esta estrategia permite identificar planetas en estadios mucho más tempranos de su desarrollo, incluso antes de que emitan luz propia.
Christophe Pinte, co-líder del equipo, explica esta diferencia con una analogía: «Es como intentar descubrir un pez buscando las ondas en un estanque, en lugar de intentar ver el pez en sí».
Para alcanzar estos resultados, el equipo enfrentó importantes desafíos técnicos, entre ellos, el manejo y limpieza de grandes volúmenes de datos recogidos en diferentes momentos. Ryan Loomis, quien dirigió el procesamiento de datos, indicó que se desarrollaron nuevos métodos de alineación y calibración para minimizar distorsiones y maximizar la fidelidad de las imágenes.
Estas nuevas técnicas lograron una resolución angular de 100 milisegundos de arco, lo que equivale a 14 unidades astronómicas en las típicas distancias de estos sistemas, y una resolución espectral de 26 m/s. Esta precisión posibilita detectar pequeñas estructuras en los discos protoplanetarios y movimientos sutiles del gas. Además, la observación simultánea de diferentes trazadores moleculares, como el monóxido de carbono (12CO, 13CO) y el sulfuro de carbono (CS), permite explorar distintas capas de los discos y comprender mejor las condiciones físicas en su interior.
Otro de los logros clave del proyecto exoALMA ha sido la extracción de perfiles de velocidad con una precisión de hasta 10 m/s, lo que permitió detectar desviaciones leves respecto a la rotación kepleriana esperada. Estas irregularidades indican que hay cambios en la presión que mueven grandes partículas de polvo hacia ciertas áreas, formando anillos que podrían ser los primeros pasos en la formación de planetas.
Al estilo de lo que se ha hecho con las curvas de rotación de galaxias para estimar la masa de halos de materia oscura, el equipo de exoALMA logró medir la influencia gravitacional del propio disco protoplanetario. Esto ofrece un nuevo método para estimar la masa disponible para formar planetas, complementando técnicas más tradicionales y abriendo nuevas vías para el estudio de la formación de sistemas solares.
El alcance y la profundidad del estudio también hicieron posible mapear, por primera vez de manera sistemática, la estructura tridimensional de varios discos donde se forman planetas. Según Myriam Benisty, co-líder del equipo, este avance proporciona conocimientos clave sobre las propiedades físicas del entorno donde nacen los planetas.
Además, se destaca que gran parte del trabajo fue realizado por jóvenes investigadores, quienes lideraron 12 de los 17 artículos iniciales, demostrando el potencial de las nuevas generaciones en la ciencia astronómica.
Los resultados del proyecto arrojan luz sobre procesos físicos fundamentales que ocurren durante las etapas tempranas de la formación de planetas similares a los del sistema solar. Las interacciones dinámicas con planetas compañeros, las inestabilidades en los discos y los patrones de movimiento del gas observados proporcionan pistas sobre cómo se configuran estos entornos planetarios tan complejos.
Stefano Facchini, co-líder del proyecto con sede en la Universidad de Milán, destacó que este análisis conjunto del gas y el polvo permite comprender mejor los mecanismos responsables de las estructuras observadas, que hasta ahora solo podían ser interpretadas parcialmente.
De cara al futuro, los responsables del proyecto confían en que exoALMA revolucione nuestra comprensión de cómo interactúan los planetas con su entorno natal. Los datos recogidos, que se harán públicos, representan una herramienta invaluable para la comunidad científica internacional.
Los patrones cinemáticos complejos y asimétricos revelados por estas observaciones abrirán nuevas líneas de investigación sobre los orígenes de los sistemas solares, incluyendo el nuestro.
Con el ambicioso proyecto exoALMA, la astronomía planetaria entra en una nueva era. Lo que hasta hace poco eran imágenes borrosas y conjeturas teóricas, ahora se convierte en un retrato casi tridimensional de los momentos iniciales de la vida planetaria.
