Descubren un extraño sistema solar desgarrado por tres soles

Recientemente, una investigación publicada en « Science » ha mostrado importantes detalles sobre lo que puede estar ocurriendo en sistemas solares formados por tres soles. Los astrónomos han revelado la primera evidencia directa de que las estrellas pueden desgarrar el disco de polvo y gas de sus alrededores, y donde a veces se gestan los embriones de los planetas, dejando una estructura retorcida en la que un anillo de material se desgarró en el pasado y se colocó en su propio plano. Esto sugiere que, de haber planetas en este sistema solar, sus órbitas serían muy lejanas y estarían inclinadas alrededor de estos soles. Estos mundos tendrían tres estrellas en su horizonte, y no serían muy diferentes al planeta Tatooine, un mundo imaginario de la saga de «La guerra de las galaxias».

«Es la primera vez que observamos este efecto de desgarramiento del disco en un disco de formación de planetas», ha explicado a ABC Alison Young , primera autora de un estudio dirigido por Stefan Kraus e investigadora de las universidades de Exeter y Leicester, en Reino Unido. «El efecto se había predicho en simulaciones de ordenador —hace ocho años— pero nunca había sido observado hasta ahora ».

Todos los planetas del sistema solar giran en un mismo plano (con la excepcion de Plutón que, por otra parte, no es considerado como planeta). El resultado es que en el cielo estrellado los mundos como Marte, Venus o Júpiter parecen circular siempre por la misma «autopista» (a la que se llama eclíptica ).

Esta disposición es testimonio de cómo nació el sistema solar: la nube que dio lugar al Sol no se consumió por completo y dejó una maraña de detritos (la nebulosa solar), compuesta por gas y polvo. Como el conjunto estaba rotando, esta nube se aplanó y se transformó en un anillo . La fricción y la gravedad fueron permitiendo que las partículas crecieran de tamaño, a un ritmo de pocos centímetros al año. Así, con el tiempo se formaron planetesimales, protoplanetas y después planetas.

En los sistemas múltiples, con dos o tres estrellas, ocurre algo similar, con la diferencia de que existe un disco muy grande y masivo que acaba fragmentándose en varias partes.

Hace unos años se pensaba que los planetas no se podrían formar alrededor de estrellas dobles o triples , porque sus órbitas serían demasiado inestables. Pero en los últimos años los astrónomos han empezado a descubrir exoplanetas alrededor de estrellas múltiples, para gran sorpresa de todos. Sin embargo, todavía resta saber qué ocurre en el nacimiento y durante la vida de estos sistemas.

Dispuestos a sumergirse en este misterio, el equipo de Stefan Kraus se centró en estudiar GW Orionis, un sistema estelar situado a 1.300 años luz de distancia, en la constelación de Orión (la misma donde hace poco Betelgeuse dio un susto al bajar drásticamente su brillo). Dicho sistema solar es joven, con una edad de apenas un millón de años: sus estrellas todavía están creciendo y existe una nebulosa estelar a su alrededor.

Allí centraron la atención del dos instrumentos muy potentes: el «Very Large Telescope» (VLT) y el «Atacama Large Millimiter/submillimeter Array» (ALMA), ambos del Observatorio Europeo Austral (ESO). Después de 11 años de observaciones, pudieron examinar el extraño disco estelar formado entre las tres estrellas.

«La idea de que los planetas se forman en discos planos alrededor de estrellas jóvenes se remonta a Kant y a Laplace», ha explicado a ABC Stefan Kraus , director de la investigación y profesor de astrofísica en la Universidad de Exeter, en Reino Unido. «Nuestras imágenes revelan un caso extremo donde el disco no es plano en absoluto , sino que está retorcido y tiene un anillo desalineado que se ha desgarrado de éste».

Los investigadores examinaron la sombra proyectada por este anillo desgajado y analizaron la estructura del polvo. Además, calcularon con gran precisión el movimiento de las tres estrellas, que completan sus órbitas cada 11 años, y trazaron simulaciones para tratar de relacionar el desalineamiento con el efecto del desgarramiento del disco predicho ya hace años. De esta forma, pudieron trazar un mapa tridimensional de lo que está ocurriendo en el corazón de GW Orionis, a 1.300 años luz de la Tierra.

«Lo más importante es que podemos identificar la causa del desalineamiento y vincularlo con el efecto de desgarramiento del disco propuesto por teóricos hace ocho años», ha confirmado Kraus. También les ha permitido comprender cómo se mueven estas estrellas: «Hemos descubierto que estas tres estrellas no orbitan en un mismo plano, sino con órbitas desalineadas respecto a las otras y respecto al disco».

Entonces, ¿se pueden formar planetas en este exótico sistema solar? Por lo que han averiguado los autores de este estudio, dicho disco de gas y polvo tiene alrededor de 30 masas terrestres (es decir, «pesa» lo mismo que 30 tierras) y cabecea alrededor de sus tres estrellas (lo que se conoce como movimiento de precesión), una vez cada 10.000 años.

Pero, sobre todo, sus resultados muestran que «los tirones gravitacionales conflictivos en sistemas estelares múltiples, con planos de órbitas desalineados, pueden sacar material del plano del disco, a través del desgarramiento», ha explicado Kraus. ¿Qué quiere decir esto? Fundamentalmente, que es posible que muevan y el gas y el polvo de modo que se puedan formar planetas.

«Este desgarramiento proporciona un mecanismo para planetas formados a mucha distancia en órbitas oblicuas», ha dicho el investigador. Es decir, es perfectamente posible que en GW Orionis haya planetas con órbitas realmente extrañas, oblicuas y lejanas.

De hecho, según Jiaqing Bi , investigador de la Universidad de Victoria, en Canadá, y que también estudia GW Orionis con el observatorio ALMA, es muy posible que un planeta sea la causa del desgarramiento del disco.

No obstante, hasta el momento no se de ha descubierto ningún planeta con estas características, puesto que los métodos de detección captan más fácilmente a los planetas más cercanos. Pero, según Stefan Kraus, «dado que alrededor de la mitad —de los exoplanetas— está en sistemas múltiples, tiene que haber una enorme población de este tipo de planetas de periodo largo con una gran oblicuidad». De nuevo, mundos lejanos con órbitas muy inclinadas.

¿Sabemos algo sobre cómo serían esos mundos» «Si se un planeta se pudiese formar en el anillo —ha explicado Alison Young— seguramente no sería un gigante gaseoso, porque allí no hay suficiente material para hacerlo, sino más bien una supertierra —es decir, un mundo rocoso varias veces más masivo que la Tierra». Además, su horizonte podría ser bastante llamativo: «Cualquier planeta que se forme en GW Orionis tendrá tres soles!».

Según han comentado los investigadores, las próximas campañas de observación del «Extremely Large Telescope» (ELT) , también del ESO, podrán buscar este tipo de mundos exóticos.

Gracias estas observaciones, aumentaremos nuestra comprensión de lo que nos rodea: «Esto debería ayudarnos a comprender mejor cómo se forman los planetas, incluyendo los de nuestros sistema solar», ha dicho Alison Young. En opinión de Stefan Kraus, el desgarramiento del disco y la posible influencia de un mundo en esa brecha hacen que « GW Oionis sea una referencia para estudiar las interacciones en tres objetos y discos, lo que nos permitirá avanzar en la formación de sistemas planetarios, incluyendo el nuestro»