Astrónomos Revelan una Galería de Discos de Polvo Alrededor de Estrellas Jóvenes Usando SPHERE en el VLT

Un equipo de astrónomos ha dado a conocer una nueva y detallada colección de imágenes que ilustran los anillos de polvo que orbitan estrellas jóvenes. Este trabajo ofrece una visión sin precedentes sobre la arquitectura temprana de los sistemas planetarios. Las observaciones cruciales para este avance se lograron mediante el instrumento SPHERE, instalado en el Very Large Telescope (VLT) de la Европейская Южная Обсерватория (ESO).

El estudio se centró en un total de 161 estrellas jóvenes situadas en las proximidades de la Tierra. De este grupo, se documentaron 51 sistemas que presentan características propicias para la formación de planetas. Estos entornos se distinguen por la presencia de discos de escombros. Dichos discos se generan a partir de colisiones entre asteroides o cometas, un proceso análogo a lo que ocurre en el Cinturón de Asteroides y el Cinturón de Kuiper de nuestro propio Sistema Solar. Gaël Chauvin, investigador asociado al proyecto SPHERE en el Instituto Max Planck de Astronomía, calificó este conjunto de datos como un verdadero «tesoro astronómico». Este material proporciona información excepcional sobre las propiedades de los discos de escombros, permitiendo inferir la existencia de cuerpos menores que aún no son observables.

Los datos recopilados son particularmente valiosos para el estudio de discos de escombros en sistemas con edades de hasta 50 millones de años. Se considera que este lapso temporal es crítico, ya que las colisiones en esa etapa son lo suficientemente frecuentes como para generar polvo detectable. La capacidad de resolución obtenida por SPHERE es inédita, especialmente en cuatro sistemas específicos. Las estrellas HD 197481 y HD 39060 mostraron flujos de material muy definidos, observados de canto. Por otro lado, HD 109573 y HD 181327 exhibieron anillos de polvo casi perfectamente circulares, vistos desde la perspectiva del plano del disco.

En contraste, otros sistemas, como HD 145560 y HD 156623, revelaron una distribución del polvo más desordenada. Los investigadores sugieren que esta disparidad podría indicar que se encuentran en una fase evolutiva más temprana. Natalia Engler, de ETH Zurich, fue una de las científicas que participó en el procesamiento de los datos obtenidos de las 161 estrellas, todas ellas seleccionadas por su emisión infrarroja que delataba la presencia de discos de escombros.

Una conclusión fundamental del estudio es la fuerte correlación entre las estructuras observadas, como los anillos bien definidos, y la presencia de planetas gigantes invisibles. Estos gigantes, mediante su influencia gravitatoria, barren y limpian las regiones circundantes de cuerpos más pequeños, un mecanismo similar al que ejerce Neptuno sobre nuestro Cinturón de Kuiper. Técnicamente, el instrumento SPHERE emplea un coronógrafo para anular el brillo de la estrella central y un sistema de óptica adaptativa que corrige las distorsiones atmosféricas en tiempo real. Esto permite capturar la tenue luz dispersada por el polvo. Estos hallazgos representan un punto de partida indispensable para futuras investigaciones, incluyendo aquellas que utilizarán el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y el futuro Extremely Large Telescope (ELT) de la ESO.

Es relevante destacar que en el sistema HD 181327, con una edad aproximada de 23 millones de años, el JWST detectó en mayo de 2025 polvo de agua cristalizada. Este hallazgo confirma la presencia de volátiles en las etapas iniciales de la formación planetaria. La identificación de hielo de agua, que constituye más del 20% del material en las zonas más frías y externas del disco de HD 181327, se alinea con las teorías que postulan que el hielo es transportado hacia los planetas en formación. Por lo tanto, la información estructural proporcionada por SPHERE y los datos composicionales sobre el hielo del JWST en HD 181327 se complementan, ofreciendo una imagen integral de cómo se estructura el vecindario planetario naciente.

La galería resultante, que incluye 51 discos resueltos de las 161 estrellas analizadas, ratifica que una porción significativa de los sistemas polvorientos jóvenes puede ser mapeada mediante técnicas avanzadas de imagen de alto contraste que capturan la luz dispersada. Al cotejar los diversos sistemas dentro de un mismo marco de datos, se pudieron identificar tendencias globales. Se observó que las estrellas jóvenes más masivas tienden a poseer discos de escombros también más masivos. Esto concuerda con los modelos que predicen mayores reservas de planetesimales remanentes tras el colapso de los discos protoplanetarios más grandes. Este trabajo, en esencia, nos permite vislumbrar cómo era nuestro propio Sistema Solar hace más de cuatro mil millones de años, en sus albores.