Las deformaciones rigen cortes abruptos en la formación de mundos

Imagen que muestra un disco protoplanetario giratorio con una deformación en sus etapas iniciales. - UNIVERSIDAD DE WARWICK

   MADRID, 4 Feb. (EUROPA PRESS) -

   Científicos han modelado cómo eventos cósmicos pueden deformar los discos protoplanetarios, los lugares de nacimiento de los planetas, en la evolución temprana de los sistemas solares.

   Un nuevo estudio de la Universidad de Warwick ha demostrado el impacto en este proceso de las estrellas de paso, las estrellas binarias desalineadas y las nubes de gas que se cruzan con la formación de planetas en los primeros sistemas estelares. Sus resultados se publican en el Astrophysical Journal.

   Los sistemas solares se forman a partir de discos protoplanetarios, enormes nubes giratorias de gas y polvo que eventualmente se fusionarán en la variedad de planetas que vemos en el Universo. Cuando estos discos son jóvenes, forman estructuras espirales, con todo su polvo y material arrastrado a brazos densos por el efecto gravitatorio masivo del disco girando.

   Pero los astrónomos han encontrado una cantidad sorprendente de discos protoplanetarios que, a pesar de ser lo suficientemente masivos como para tener una estructura en espiral, no muestran evidencia de una. El equipo de la Universidad de Warwick ha estado investigando qué podría evitar que un disco forme una estructura en espiral.

   El estudiante de doctorado Sahl Rowther del Departamento de Física de la Universidad creó una simulación hidrodinámica tridimensional de un disco autogravitatorio normal y plano utilizando una técnica llamada hidrodinámica de partículas suavizadas. A esto, agregó diferentes niveles de curvatura al disco para deformarlo, para estudiar el impacto en la estructura espiral del disco. En todas las deformaciones, excepto en las más pequeñas, la estructura en espiral desaparecía.

   La estructura espiral en un disco protoplanetario es vital para la formación de planetas a través de la inestabilidad gravitacional y los resultados mejoran nuestra comprensión de cómo evolucionan los sistemas solares.

   La coautora, la doctora Rebecca Nealon del mismo departamento dice en un comunicado que "las deformaciones inhibirán la formación de planetas a través de la inestabilidad gravitacional, en el sentido de que estas estructuras espirales, que se fragmentan en grupos que eventualmente forman planetas, están donde la estructura del disco será interrumpida. Cualquier cosa que perturbe esa estructura en espiral hace que sea más difícil que se produzca esa aglomeración y más difícil que se formen los planetas a través de la inestabilidad gravitacional".

   Los científicos explican que la deformación calienta el disco al inducir pequeñas perturbaciones en la velocidad del gas mientras orbita. El gas debe enfriarse para agruparse, por lo que al calentar el disco, la estructura del brazo en espiral desaparece.

   Hay varias formas de deformar un disco protoplanetario. Algunos ejemplos incluyen; si un objeto grande, como una estrella, pasa cerca en un encuentro de sobrevuelo; si el disco rodea un sistema estelar binario que orbita fuera de alineación con el disco; o si una fuente cercana de gas se acumula en el disco.

   En los últimos años, la evidencia de discos protoplanetarios deformados ha aumentado significativamente, lo que sugiere que son más comunes en el Universo de lo que se pensaba anteriormente. También proporciona una explicación potencial para la gran cantidad de discos protoplanetarios masivos que no muestran una estructura en espiral.

   El doctor Nealon agrega: "normalmente pensamos que estos discos se forman de forma aislada, pero ese no es realmente el caso. Es un vecindario caótico, con muchas estrellas cerca, y es posible que tengas una estrella que pase cerca y que la interacción gravitatoria sea suficiente para causar esta deformación".

   "Una vez que comenzamos a obtener observaciones de discos deformados, tuvimos que comenzar a considerar las deformaciones en nuestro modelo. Necesitamos una mayor consideración de las deformaciones en la evolución del disco protoplanetario y comprender que las deformaciones pueden afectar los mecanismos y la física de evolución del disco existente. Necesitamos considerar cómo la deformación afecta todos los factores en la formación planetaria".