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Astrofísicos de la Universidad de Central Lancashire (UCLan) han descubierto que los planetas tienen formas aplanadas justo después de formarse, en lugar de ser esféricos como se pensaba anteriormente.

La investigación muestra que los protoplanetas, que son planetas muy jóvenes formados recientemente alrededor de estrellas, son estructuras aplanadas llamadas esferoides achatados.

El equipo, del Instituto Jeremiah Horrocks de Matemáticas, Física y Astronomía de la UCLan, utilizó simulaciones por computadora para modelar la formación de planetas de acuerdo con la teoría de la inestabilidad del disco, que sugiere que los protoplanetas se forman en escalas de tiempo cortas a partir de la ruptura de grandes discos giratorios de gas denso que orbita alrededor de estrellas jóvenes.

«En las últimas tres décadas se han descubierto muchos exoplanetas, que son planetas que orbitan alrededor de estrellas en otros sistemas solares fuera del nuestro. A pesar de observar muchos miles de ellos, sigue sin explicarse cómo se forman».

Con este enfoque, el equipo determinó las propiedades de los planetas, las comparó con las observaciones y examinó el mecanismo de formación de los planetas gigantes gaseosos. Se centraron en investigar las formas de los planetas jóvenes y en cómo estos planetas pueden crecer hasta convertirse en grandes planetas gigantes gaseosos, incluso más grandes que Júpiter. También examinaron las propiedades de los planetas que se forman en una variedad de condiciones físicas, como la temperatura ambiente y la densidad del gas.

El Dr. Adam Fenton, estudiante de doctorado recién graduado, quien dirigió la investigación, dijo en un comunicado: «En las últimas tres décadas se han descubierto muchos exoplanetas, que son planetas que orbitan alrededor de estrellas en otros sistemas solares fuera del nuestro. A pesar de observar miles de ellos, sigue sin explicarse cómo se forman.

«Se cree que se forman a través de la ‘acreción del núcleo’, que es un crecimiento gradual de partículas de polvo que se unen para formar objetos cada vez más grandes en escalas de tiempo largas, o directamente mediante la ruptura de grandes discos protoestelares en rotación alrededor de estrellas jóvenes en escalas de tiempo cortas, que es lo que llamamos teoría de la inestabilidad del disco.

«Esta teoría es atractiva debido al hecho de que los planetas grandes pueden formarse muy rápidamente a grandes distancias de su estrella anfitriona, lo que explica algunas observaciones de exoplanetas.

«Fue un proyecto computacional extremadamente exigente que requirió medio millón de horas de CPU en la instalación de computación de alto rendimiento DiRAC del Reino Unido. ¡Pero los resultados fueron sorprendentes y valieron la pena el esfuerzo!

PARECIDOS A LOS ‘SMARTIES’

El Dr. Dimitris Stamatellos, profesor de Astrofísica de la UCLan y coinvestigador, dijo: «Hemos estado estudiando la formación de planetas durante mucho tiempo, pero nunca antes habíamos pensado en comprobar la forma de los planetas a medida que se forman en las simulaciones. Siempre habíamos asumido que eran esféricos. ¡Nos sorprendió mucho que resultaran ser esferoides achatados, bastante similares a los smarties!»

La confirmación observacional de la forma aplanada de los planetas jóvenes puede responder a la pregunta crítica sobre cómo se forman los planetas, apuntando hacia el modelo de inestabilidad del disco actualmente menos favorecido en lugar de la teoría estándar de formación de planetas de acreción del núcleo.

Los investigadores también descubrieron que los nuevos planetas crecen a medida que cae material sobre ellos, predominantemente desde sus polos más que desde sus ecuadores.

Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para las observaciones de planetas jóvenes, ya que sugieren que la forma en que aparecen los planetas a través de un telescopio depende del ángulo de visión. Este tipo de observaciones de planetas jóvenes son importantes para comprender el mecanismo de formación de los planetas.

Los investigadores están dando seguimiento a este descubrimiento con modelos computacionales mejorados para examinar cómo la forma de estos planetas se ve afectada por el entorno en el que se forman y para determinar su composición química para compararla con futuras observaciones del Telescopio Espacial James Webb (JWST).

Las observaciones de planetas jóvenes han sido posibles en los últimos años gracias a instalaciones de observación como el Atacama Large Millimeter Array (ALMA) y el Very Large Telescope (VLT).

Los hallazgos se publicarán en la revista Astronomy & Astrophysics Letters, revisada por pares.