MADRID, 27 Feb. (EUROPA PRESS) -
Un equipo internacional de astrónomos publica en 'Science Advances' un estudio que aporta nueva luz sobre los misteriosos orígenes de los objetos de masa planetaria (PMO) que flotan libremente: cuerpos celestes con masas entre estrellas y planetas.
Dirigido por el doctor Deng Hongping, del Observatorio Astronómico de Shanghái de la Academia de Ciencias de China, el equipo internacional de astrónomos utilizó simulaciones avanzadas para descubrir un nuevo proceso de formación de estos enigmáticos objetos. La investigación sugiere que los PMO pueden formarse directamente a través de interacciones violentas entre discos circunestelares en cúmulos estelares jóvenes.
Los PMO son nómadas cósmicos que se desplazan libremente por el espacio, sin estar ligados a ninguna estrella. La masa de estos objetos es menos de 13 veces la de Júpiter. A menudo se observan en cúmulos estelares jóvenes como el Cúmulo del Trapecio en Orión. Si bien su existencia está bien documentada, su origen ha desconcertado a los científicos durante mucho tiempo.
Las teorías anteriores proponían que los PMO podrían ser estrellas fallidas o planetas expulsados de sus sistemas solares. Sin embargo, estos modelos no logran explicar la gran cantidad de PMO, sus frecuentes emparejamientos binarios y su movimiento sincronizado con las estrellas dentro de los cúmulos.
"Las PMO no encajan perfectamente en las categorías existentes de estrellas o planetas", contextualiza el doctor Deng, autor correspondiente del estudio. "Nuestras simulaciones muestran que es probable que se formen a través de un proceso completamente diferente, uno vinculado a la dinámica caótica de los cúmulos de estrellas jóvenes".
SIMULACIONES HIDRODINÁMICAS
Mediante simulaciones hidrodinámicas de alta resolución, los investigadores recrearon encuentros cercanos entre dos discos circunestelares (anillos giratorios de gas y polvo que rodean estrellas jóvenes). Cuando estos discos chocan a velocidades de 2 a 3 km/s y a distancias de 300 a 400 unidades astronómicas (UA), sus interacciones gravitacionales estiran y comprimen el gas formando "puentes de marea" alargados.
Estos puentes de marea acaban colapsando y formando filamentos densos, que a su vez se fragmentan en núcleos compactos. Cuando estos filamentos alcanzan una masa crítica, producen PMO con masas de aproximadamente diez veces la de Júpiter. Las simulaciones también revelaron que hasta el 14 % de los PMO se forman en pares o tripletes, con separaciones de entre 7 y 15 UA, lo que explica la alta tasa de sistemas binarios de PMO en algunos cúmulos. Los frecuentes encuentros de discos en entornos densos como el cúmulo del Trapecio podrían generar cientos de PMO, lo que explica la sobreabundancia observada.
Los PMO se forman de manera diferente. A diferencia de los planetas expulsados, se mueven en sincronía con las estrellas de sus cúmulos anfitriones y heredan material de las regiones exteriores de los discos circunestelares. Esto da como resultado una composición única, ya que los PMO reflejan las afueras de estos discos, pobres en metales, donde los elementos pesados son escasos. Muchos PMO también conservan discos de gas de hasta 200 UA de diámetro, lo que sugiere la posibilidad de formación lunar o incluso planetaria alrededor de estos objetos errantes.
"Este descubrimiento cambia en parte la forma en que vemos la diversidad cósmica", asegura el coautor Lucio Mayer de la Universidad de Zurich (Suiza). "Los PMO pueden representar una tercera clase de objetos, nacidos no de la materia prima de las nubes formadoras de estrellas o a través de procesos de construcción de planetas, sino más bien del caos gravitacional de las colisiones de discos".
El equipo, que incluye investigadores de la Universidad de Hong Kong, el Observatorio Astronómico de Shanghái (China), la Universidad de California en Santa Cruz (Estados Unidos) y la Universidad de Zúrich (Suiza), planea realizar más estudios para explorar la composición química y las estructuras de disco de los PMO. Las próximas investigaciones sobre los PMO en varios cúmulos consolidarán la teoría de su formación y las propiedades de su población.