La carrera contrarreloj cósmica: cómo los vientos estelares dictan el destino de los planetas

El telescopio espacial James Webb acaba de revelar un drama cósmico que lleva jugándose desde hace miles de millones de años: la formación de planetas es una carrera contra el tiempo, y las estrellas jóvenes son árbitros implacables que dictan cuándo termina el juego.

Naman Bajaj, investigador del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, se sumergió en los datos del James Webb para responder una pregunta fundamental: ¿cómo desaparecen las enormes cantidades de gas de los discos protoplanetarios? Su respuesta, publicada recientemente en The Astronomical Journal y considerada uno de los estudios más exhaustivos sobre formación planetaria hasta la fecha, apunta a dos mecanismos físicos que actúan en sucesión, como actos de una tragedia cósmica bien ensayada.

Todo comienza cuando una estrella aún es joven e inmadura, rodeada por un denso disco de material sobrante de su propia formación. Ese disco no es inerte. Contiene un campo magnético descomunal que engancha el gas y lo canaliza hacia afuera a velocidades vertiginosas, entre 16 y 160 kilómetros por segundo. Los astrofísicos llaman a este fenómeno vientos magnéticos, y son tan masivos, tan densos, que funcionan como un escudo de plomo impenetrable, bloqueando completamente los fotones de rayos X de la estrella e impidiendo que lleguen al disco. Durante los primeros millones de años, estos vientos protegen el disco, permitiendo que los planetas comiencen a formarse.

Pero nada dura para siempre. Cuando los vientos magnéticos finalmente se debilitan, entra en juego una segunda fuerza arrolladora: los vientos fotoevaporativos, compuestos por rayos X y luz ultravioleta de la joven estrella. Ahora que la barrera magnética se ha debilitado, estos vientos penetran el disco y excitan el gas restante, expulsándolo violentamente del sistema. Bajaj lo compara con la forma en que el calor del Sol evapora el agua de un charco en la Tierra, solo que a escala planetaria y con una ferocidad inimaginable.

La conclusión es brutal: construir un planeta es una lucha a vida o muerte contra el tiempo. Los gigantes gaseosos como Júpiter deben ensamblar sus masivas atmósferas mientras el disco aún sea lo suficientemente sustancial para suministrarles material, antes de que los vientos se lleven esa materia prima al espacio. Si llegan tarde, pierden su oportunidad y quedan como mundos rocosos, esqueletos de lo que pudieron haber sido.

Para llegar a estas conclusiones, el equipo analizó 72 imágenes de estrellas jóvenes similares al Sol y sus discos circundantes utilizando el Instrumento de Infrarrojo Medio del James Webb. Cada imagen capturó un sistema en una etapa de vida diferente. Al ensamblar estas instantáneas en secuencia, como fotogramas de una película, los investigadores crearon una línea temporal de cómo los sistemas planetarios pierden su gas. La clave residió en rastrear dos gases específicos: el hidrógeno molecular, que constituye la mayor parte de la masa del Universo y sirvió para rastrear los densos vientos magnéticos, y el neón ionizado, que solo brilla cuando es excitado por la radiación de alta energía del viento fotoevaporativo.

El descubrimiento también representa un triunfo teórico. En 2020, Ilaria Pascucci, profesora del LPL y coautora del artículo, predijo la existencia de estos vientos moleculares capaces de bloquear los rayos X. Sin el James Webb, los científicos no podían observar el hidrógeno directamente. Hoy, esa audaz predicción se ha confirmado con un detalle extraordinario. Lo que más sorprendió a Bajaj fue la belleza estética de las imágenes. Esperaba que fueran buenas, pero no que fueran tan absolutamente impresionantes.

Ahora el equipo se prepara para afinar aún más sus cálculos y descubrir a qué distancia exacta de la estrella sale despedido el gas de forma crítica. En el Universo, quien no corre, vuela, y el tiempo devora a quien no es lo bastante rápido.