El proceso de formación de planetas, visto como nunca hasta ahora

Una nueva imagen de la estrella HL Tauri, con detalles que nunca se habían visto hasta ahora, ha despertado la euforia entre los astrónomos que han empezado a trabajar con el nuevo gran radiotelescopio ALMA, en Chile. En ella se aprecia el disco de formación de planetas alrededor del joven astro revelando en él “detalles extraordinarios que nunca antes se habían visto”, señala el Observatorio Europeo Austral (ESO). “Es realmente una de las más descollantes imágenes jamás vistas en estas longitudes de onda. El nivel de detalles es tan exquisito que resulta aún más impresionante que muchas imágenes ópticas“, asegura Crystal Brogan, directora del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) estadounidense. “Hasta ahora, imágenes con este nivel de detalle solo eran posibles con simulaciones de ordenador o con ilustraciones”, añade Tim de Zeeuw, director del ESO, organismo que lidera la participación europea del ALMA. “Una imagen revolucionaria”, la califica el NRAO. “Un impresionante hito tecnológico, científico y de ingeniería”, añade Pierre Cox, director de ALMA.

En la imagen se aprecia la estrella HL Tauri, que está a una distancia de unos 450 años luz de la Tierra, en la constelación de Tauro, con el disco alrededor de material sobrante de su formación en el que se distinguen anillos concéntricos con huecos entre ellos, donde se habrán empezado a agregar planetas.

“Lo que observamos es, casi con total seguridad, el resultado de la formación de cuerpos planetarios jóvenes en el disco, lo que resulta sorprenden, ya que no se esperaba que las estrellas jóvenes de este tipo tuvieran grandes cuerpos planetarios capaces de producir las estructuras que vemos”, ha explicado Stuartt Corder, subdirector del ALMA. El telescopio internacional empezó el pasado septiembre a funcionar en su configuración de antenas completa y gran amplitud, y durante la actual fase de pruebas se han hecho estas observaciones.

Las estrellas como HL Tauri se forman por colapso gravitatorio de nubes de gas y polvo, formando densos núcleos que encienden en su interior las reacciones de fusión nuclear de la estrella. Inicialmente, estas estrellas jóvenes quedan envueltas en el gas y polvo restantes del disco, el llamado disco protoplanetario”, explican los expertos del ESO. “Tras numerosas colisiones, las partículas de polvo se van agregando y creciendo en grumos del tamaño de granos de arena, piedras y rocas grandes. En última instancia, en el disco pueden formarse asteroides, cometas o incluso planetas, y estos irrumpen en el disco creando anillos y huecos entre ellos como los que se han observado ahora en HLTauri”.

Ha sorprendido a los científicos el hecho de que el disco de esa estrella parece mucho más desarrollado de lo esperado por la edad, conjeturando, en consecuencia, que el proceso de formación planetaria puede ser más rápido de lo que se pensaba. “Cuando vimos por primera vez esta imagen, nos quedamos asombrados por el espectacular nivel de detalle. HL Tauri no tiene más de un millón de años y, sin embargo, su disco ya parece estar lleno de planetas en formación”, ha comentado Catherine Vlahakis, subdirectora del programa científicos de ALMA. Y añade: “Esta imagen sola va a revolucionar las teorías de formación planetaria”. La resolución que tiene es mejor de lo que se logra habitualmente con el telescopio espacial Hubble, destaca el ESO.

HL Tauri se esconde en una envoltura de gas y polvo que impide la observación de su interior en luz visible, es decir con los telescopios convencionales. De ahí la importancia de los observatorios que escudriñan el cielo en longitudes de onda más grande, los radiotelescopios, para los que esa nube es transparente y permiten ver lo que está pasando dentro. HL Tauri y su disco protoplanetario con anillos da una idea de cómo sería el Sistema Solar hace unos 4.000 millones de años, comentan los científicos.

“La mayor parte de lo que sabemos hoy en día sobre la formación de planetas se basa en la teoría”, comenta De Zeeuw en un comunicado del ESO. “Y esta imagen de alta resolución de HL Tauri demuestra lo que puede lograr ALMA cuando opera en su configuración más grande e inicia una nueva era en la exploración del universo”. El NRAO recalca que la imagen de HL Tauri, “ha proporcionado una prueba directa de que la naturaleza y la teoría están muy de acuerdo”.

Astronomía a 5.000 metros

El ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) es un conjunto de 66 grandes antenas ubicadas en Atacama, en el plano de Chajnantor de los Andes Chilenos, a más de 5.000 metros de altura, aprovechando las óptimas condiciones atmosféricas allí para el trabajo astronómico. Las antenas (de 7 y de 12 metros de diámetro) de este avanzado radiotelescopio internacional se utilizan de modo sincronizado (interferometría) para hacer observaciones astronómicas de alta resolución; gran parte de esas antenas se desplazan para formar configuraciones apropiadas a los diferentes objetivos de observación. Con una separación máxima de antenas de 16 kilómetros, se obtiene una resolución equivalente a la que proporcionaría un telescopio de igual diámetro, pero no cabe pensar por ahora en una antena única de tal tamaño.

La fase de pruebas y verificación de los equipos de ALMA con una distancia máxima entre antenas de 15 kilómetros (casi la máxima diseñada) comenzó el pasado mes de septiembre y se prolongará hasta el 1 de diciembre, informa el Observatorio Europeo Austral (ESO). Y en estas semanas se ha obtenido la imagen de alta resolución de HL Tauri.

Todo el conjunto ALMA se controla a distancia desde el centro de operaciones y actividades científicas ubicado a una altura de unos 2.900 metros sobre el nivel del mar, cerca de la población de San Pedro de Atacama. Solo un reducido equipo de personas se turna para trabajar en Chajnantor, donde cualquier actividad resulta extremadamente difícil a 5.000 metros de altura, con la consiguiente escasez de oxígeno.

El radiotelescopio, una instalación científica única en el mundo, es un consorcio internacional con financiación de Europa (a través del ESO) y EE UU (Fundación Nacional para la Ciencia, NSF), además de Canadá, Japón y Taiwan.