Un equipo de astrónomos ha descubierto una corriente de gas molecular de 1,6 billones de kilómetros de longitud (0,2 años luz) que está volcando el disco protoplanetario alrededor de GW Orionis, un sistema triple de estrellas jóvenes situado a 1.300 años luz de distancia en la constelación de Orión. El hallazgo, publicado en The Astronomical Journal y realizado con el radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) en Chile, según informa Space.com, podría explicar por qué algunos exoplanetas presentan órbitas drásticamente inclinadas o incluso retrógradas respecto al eje de rotación de sus estrellas anfitrionas.
Un disco protoplanetario con tres anillos desalineados
GW Orionis es un sistema formado por tres estrellas pre-secuencia principal, es decir, estrellas jóvenes aún en proceso de formación y contracción que no han iniciado la fusión de hidrógeno en sus núcleos. Lo extraordinario de este sistema es que posee un disco de gas y polvo circundante común a las tres estrellas, compuesto por tres anillos a diferentes radios —comenzando a 6.700 millones, 28.000 millones y 51.000 millones de kilómetros del centro del sistema (44, 187 y 340 unidades astronómicas, respectivamente)— y cada anillo inclinado a un ángulo diferente. El anillo exterior, uno de los más grandes observados alrededor de una estrella joven, es el que muestra la mayor desalineación.
«Estudios previos de GW Orionis revelaron que los anillos interno, medio y externo del sistema están desalineados, con cada anillo inclinado a un ángulo diferente», explicó María Galloway-Sprietsma, estudiante de doctorado en la Universidad de Florida que lideró la investigación. Inicialmente se había especulado que un planeta gigante gaseoso no detectado, que habría excavado un hueco entre los anillos medio y externo, perturbaba el anillo exterior. Sin embargo, las nuevas observaciones de ALMA desvelaron la verdadera causa: una enorme corriente de gas molecular procedente de la nube molecular circundante.
Cómo una corriente de gas vuelca un disco planetario
La corriente de gas está compuesta principalmente de hidrógeno molecular, pero como este es invisible en longitudes de onda de radio, ALMA rastreó moléculas de monóxido de carbono presentes en la corriente. Este «río» cósmico alcanza una extensión de 12.600 unidades astronómicas (1,9 billones de kilómetros), y al impactar contra el disco protoplanetario transfiere momento angular —o energía rotacional—, deformando y volcando el anillo exterior.
«Cuando nuestro equipo modeló la caída de esta corriente, descubrimos que el ángulo con el que impacta el disco coincide estrechamente con el del anillo exterior», señaló Galloway-Sprietsma. Según el equipo, la corriente ya ha realizado la mayor parte del trabajo de inclinar el anillo; en la actualidad su momento angular es menor que el del disco, pero en el pasado debió ser considerablemente mayor. «En el pasado probablemente tenía un mayor momento angular, y eso permitió que el disco se desalineara», afirmó Jaehan Bae, coautor del estudio.
Implicaciones para exoplanetas con órbitas desalineadas
En nuestro sistema solar, todos los planetas orbitan alrededor del Sol en el plano de la eclíptica, alineado con el ecuador solar. La mayoría de los exoplanetas conocidos orbitan de forma similar. No obstante, los astrónomos han detectado planetas con órbitas altamente inclinadas o incluso retrógradas, como si alguna fuerza los hubiera volcado tras su formación.
El descubrimiento de esta corriente en GW Orionis podría explicar estos sistemas «anómalos». «Si estas corrientes son comunes, entonces podemos explicar de forma natural por qué los planetas pueden no terminar en sistemas muy ordenados», indicó Bae. «Pueden tener orientaciones mucho más aleatorias.» Sin embargo, el equipo reconoce que se necesita una muestra mayor antes de generalizar esta conclusión. «Lo que necesitamos ahora es un estudio sistemático de estrellas jóvenes para ver cuántas tienen corrientes y cuántas no», apuntó Galloway-Sprietsma. «Eso nos dirá qué tan importantes son en la formación de sistemas planetarios.»
Este hallazgo refuerza la idea de que los procesos de formación planetaria pueden ser mucho más caóticos y diversos de lo que se pensaba, con implicaciones directas para la arquitectura final de los sistemas planetarios en la galaxia.