El 27 de diciembre de 2024, el telescopio espacial James Webb (JWST) logró avances significativos en la comprensión de la formación de planetas masivos alrededor de estrellas antiguas, resolviendo un misterio que ha persistido durante dos décadas.
En 2003, el telescopio espacial Hubble identificó el planeta conocido más antiguo, un gigante gaseoso 2.5 veces más grande que Júpiter, formado en la Vía Láctea hace aproximadamente 13 mil millones de años, poco después del nacimiento del universo.
Este descubrimiento planteó preguntas, ya que se detectaron muchos planetas antiguos, desafiando la noción de que las estrellas tempranas consistían principalmente en elementos ligeros como el hidrógeno y el helio, con un mínimo de elementos pesados necesarios para la formación de planetas.
Los científicos previamente creían que los discos de polvo y gas que rodean estas estrellas se disiparían debido a la radiación estelar en unos pocos millones de años, dejando material insuficiente para la formación de planetas. Pensaban que los elementos pesados necesarios para discos protoplanetarios duraderos solo se producían más tarde por explosiones de supernovas.
Sin embargo, las observaciones del JWST de un modelo de estrella antigua indicaron que los hallazgos de Hubble eran precisos. Un estudio reciente publicado en The Astrophysical Journal reveló que los discos protoplanetarios pueden durar mucho más de lo que se pensaba anteriormente, incluso alrededor de estrellas con bajo contenido de elementos pesados.
Guido De Marchi, el autor principal del estudio y astrónomo en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial en Noordwijk, Países Bajos, declaró: "Observamos que estas estrellas están efectivamente rodeadas de discos y todavía están en proceso de acumular material, incluso a edades relativamente avanzadas de aproximadamente 20 a 30 millones de años. Esto implica que los planetas pueden formarse y crecer alrededor de estas estrellas durante un período más prolongado en comparación con las regiones de formación estelar en nuestra galaxia."
El JWST analizó espectros de estrellas en el cúmulo estelar NGC 346, que refleja las condiciones en el universo temprano, con abundantes elementos ligeros y pocos pesados. Este cúmulo se encuentra en la Nube de Magallanes Menor, a aproximadamente 199,000 años luz de la Tierra.
La luz emitida y las ondas electromagnéticas de estas estrellas revelaron la presencia de discos protoplanetarios de larga duración. Los científicos propusieron dos explicaciones principales: primero, la ausencia de radiación de elementos pesados, ya que las estrellas compuestas de elementos ligeros no producen mucha radiación a través de la desintegración radiactiva, lo que permite que los discos persistan más tiempo. En segundo lugar, las estrellas formadas a partir de enormes nubes de polvo y gas dejan atrás discos masivos, que tardan más en dispersarse.
Este descubrimiento abre nuevas vías para entender la formación de planetas en el universo temprano y proporciona información sobre la evolución de los sistemas planetarios en entornos ricos en elementos ligeros.