Científics descobreixen que els planetes es poden formar en entorns en què abans es considerava impossible

Recentment, un estudi publicat a The Astrophysical Journal i recollit per la revista Muy Interesante ha revelat una sorprenent troballa sobre la formació planetària, que podria canviar la manera com entenem el procés de creació de planetes a l'univers. Utilitzant el telescopi espacial James Webb, els científics han descobert que els planetes es poden formar en entorns que anteriorment es consideraven impossibles per a aquest procés.

El 2003, el telescopi Hubble ja havia observat un planeta massiu orbitant una estrella antiga, cosa que va plantejar interrogants sobre com un planeta podia haver-se format quan les estrelles contenien pocs dels elements pesants necessaris. El telescopi Webb ha resolt aquest misteri, demostrant que els discos protoplanetaris, aquests discos de gas i pols que envolten els estels joves, poden persistir molt més temps del que es pensava, fins i tot en entorns amb pocs elements pesants.

En els primers moments de l'univers, les estrelles es formaven principalment d'hidrogen i heli, amb una escassa quantitat d'elements pesants com ara carboni i oxigen. Segons els models clàssics de formació estel·lar, els discos protoplanetaris haurien d'haver-se dissipat ràpidament a causa de la manca d'aquests elements, deixant poc temps perquè els planetes es formessin. Tot i això, les dades obtingudes pel telescopi Webb han demostrat que aquests discos poden persistir fins a 10 vegades més del que es pensava, cosa que permet la formació de planetes en condicions que abans es consideraven massa adverses per a aquest procés.

El cúmul estel·lar NGC 346, ubicat al Petit Núvol de Magallanes, va ser estudiat pel telescopi Webb a causa de la seva similitud amb les condicions de l'univers primerenc. En aquest cúmul, es va descobrir que els discos protoplanetaris no només sobreviuen més temps, sinó que també permeten que els planetes creixin, fins i tot en un ambient de baixa metal·licitat. Aquesta troballa confirma que la formació planetària pot passar en condicions que abans es consideraven poc prometedores.

El telescopi Webb va utilitzar el seu instrument NIRSpec per captar els espectres de les estrelles al cúmul NGC 346. L'anàlisi espectral va revelar que els discos segueixen sent actius i estan en procés de formar planetes, fins i tot després de 20-30 milions d'anys, molt més temps del que s'havia estimat anteriorment. Aquests discos continuen acumulant material, cosa que els fa viables per a la formació planetària, validant així les observacions prèvies realitzades pel telescopi Hubble.

Els espectres captats van mostrar la presència de dos components clau als discos: hidrogen molecular fred (H₂) i hidrogen atòmic calent. Aquestes "petjades químiques" indiquen que els discos segueixen sent dinàmics i continuen acumulant material tant per a les estrelles com per als planetes en formació. Aquesta dinàmica subratlla la importància dels discos en el procés de creació planetària.

Els científics han proposat dues possibles hipòtesis per explicar per què els discos protoplanetaris poden durar més del que es pensava. La primera suggereix que la pressió de radiació de l'estrella sobre el disc és menys eficient en entorns amb pocs metalls, cosa que permet que el disc romangui més temps al voltant de l'estrella. La segona hipòtesi assenyala que els núvols de gas dels quals neixen les estrelles poden ser més grans en entorns pobres en metalls, cosa que dóna lloc a discos més massius que necessiten més temps per dissipar-se.

Aquesta troballa té repercussions significatives per a l'astrofísica moderna. Suggereix que la formació de planetes és un procés més flexible del que es pensava, cosa que amplia les possibilitats d'on cercar planetes al cosmos. improductius, cosa que obre noves oportunitats de recerca. A més, aquest descobriment podria obligar a revisar els models teòrics sobre l'evolució estel·lar i planetària, i fins i tot afectar l'estimació de quants planetes habitables podrien existir a l'univers.

Aquest descobriment planteja també preguntes filosòfiques interessants sobre l'univers. Reforça la idea que l'univers està "dissenyat" per a la diversitat i l'evolució de sistemes complexos, com el nostre. La capacitat dels discos protoplanetaris per sobreviure i donar lloc a planetes suggereix un univers dinàmic i flexible, ple de possibilitats per a la formació de sistemes planetaris complexos.

Aquest article es basa en lestudi de De Marchi, G., et al. (2024), *Protoplanetary Disks around Sun-like Stars Appear to Live Longer When the Metallicity is Low*, *The Astrophysical Journal, 977(214)*. DOI: 10.3847/1538-4357/ad7a63, i ha estat recollit per la revista *Muy Interesante*.