El nacimiento de un planeta puede ser mucho más violento de lo que imaginábamos. El telescopio espacial James Webb acaba de permitir a los astrónomos estudiar las huellas químicas dejadas por colisiones gigantescas entre mundos jóvenes, algunos comparables en tamaño con Marte. Son impactos tan energéticos que pueden convertir enormes cantidades de roca sólida en vapor y llenar sistemas planetarios enteros de polvo ardiente.
NASA presentó los nuevos resultados este 1 de octubre. El estudio analizó 21 sistemas estelares rodeados por lo que los científicos llaman discos extremos de escombros: enormes concentraciones de polvo caliente creadas alrededor de estrellas jóvenes por choques continuos entre cuerpos que todavía están construyendo sus sistemas planetarios. Y lo más impresionante es que algo semejante probablemente ocurrió aquí.
PLANETAS QUE NACEN CHOCANDO
Cuando observamos nuestro sistema solar actual todo parece relativamente estable. Los planetas siguen sus órbitas, la Tierra gira alrededor del Sol y la Luna nos acompaña desde hace miles de millones de años. Pero el comienzo fue completamente diferente.
Los primeros cientos de millones de años de un sistema planetario pueden ser caóticos. Millones de fragmentos de roca, asteroides, embriones planetarios y mundos parcialmente formados compiten por espacio mientras la gravedad modifica continuamente sus órbitas. Algunos terminan expulsados. Otros son destruidos. Otros chocan y se fusionan hasta crear planetas mayores.
Webb está observando las cicatrices de ese proceso. Los científicos estudiaron la composición del polvo utilizando principalmente información obtenida en el infrarrojo medio. Ese polvo contiene minerales capaces de revelar aproximadamente qué tipo de colisión ocurrió para producirlo. Y allí apareció una diferencia sorprendente.
CHOQUES ENTRE MUNDOS DEL TAMAÑO DE MARTE
Aproximadamente un tercio de los sistemas estudiados contiene grandes cantidades de material rico en sílice.
Para producir esas características no basta con el impacto de pequeños asteroides. Los investigadores consideran que se necesitan colisiones extremadamente energéticas entre cuerpos planetarios aproximadamente del tamaño de Marte.
Cuando dos objetos de semejantes dimensiones chocan, la energía liberada puede ser monstruosa. Parte de la superficie y del interior de esos mundos puede fundirse y enormes cantidades de roca pueden vaporizarse instantáneamente. Después, ese material comienza a enfriarse y condensarse alrededor de la estrella, dejando una especie de huella química del desastre. Webb puede leer esa huella.
No está filmando directamente dos planetas chocando. Lo que está haciendo es algo igualmente fascinante: analizar los restos del impacto y reconstruir lo ocurrido.
OTROS CHOQUES SON MENOS VIOLENTOS
Los otros sistemas estudiados presentan menos sílice y parecen haber sido creados por colisiones de menor energía entre cuerpos aproximadamente del tamaño de nuestra Luna. “Menor energía” es relativo.
Seguimos hablando de objetos gigantescos chocando a velocidades enormes, capaces de generar cantidades extraordinarias de polvo y fragmentos. Pero la composición mineral permite distinguir estos impactos de las colisiones verdaderamente catastróficas entre embriones planetarios del tamaño de Marte.
Gracias a Webb, los astrónomos están empezando a clasificar diferentes tipos de destrucción planetaria utilizando únicamente el material que queda flotando después del choque.
LA TIERRA PROBABLEMENTE SOBREVIVIÓ A ALGO PARECIDO
Aquí es donde la noticia deja de ser solamente una historia sobre mundos lejanos. La teoría principal sobre el origen de la Luna sostiene que hace aproximadamente 4.500 millones de años un objeto del tamaño de Marte, conocido como Theia, chocó contra la Tierra primitiva. El impacto habría sido brutal.
Una enorme cantidad de material terrestre y del propio Theia salió despedida al espacio. Parte de esos restos permaneció alrededor de nuestro planeta y terminó uniéndose hasta formar la Luna. La Tierra que existía antes de aquel choque desapareció para siempre. Nuestro planeta sobrevivió, pero quedó transformado.
Los sistemas que ahora estudia Webb podrían encontrarse atravesando etapas semejantes a las que experimentó nuestro propio vecindario cósmico cuando todavía estaba naciendo.
SOLO UNA PEQUEÑA PARTE DE LAS ESTRELLAS MUESTRA ESTE CAOS
Los científicos esperaban encontrar muchos sistemas de este tipo, pero resultan sorprendentemente raros. Según las observaciones acumuladas hasta ahora, solamente alrededor del uno por ciento de las estrellas jóvenes muestra señales observables de esta fase extrema. Eso puede significar que estos episodios duran relativamente poco tiempo a escala astronómica.
El universo podría estar lleno de colisiones gigantescas, pero captar un sistema precisamente durante los años en que los restos permanecen calientes y visibles resulta difícil. Es como intentar fotografiar el instante después de una explosión que ocurre una vez cada millones de años.
EL POLVO CUENTA LA HISTORIA
Antes de Webb, los astrónomos sabían que estos sistemas contenían cantidades anormales de polvo caliente. El telescopio Spitzer ya había localizado varios ejemplos. Pero Webb puede estudiar la composición de ese material con mucha mayor precisión.
Los investigadores analizaron 21 discos extremos de escombros: cinco procedentes de observaciones anteriores de Spitzer y 16 estudiados mediante Webb, incluyendo nuevos sistemas y observaciones adicionales de algunos ya conocidos.
Los resultados muestran tres características comunes: partículas de polvo especialmente pequeñas, altas concentraciones de material caliente y fuertes variaciones en su brillo infrarrojo. Estas variaciones podrían ocurrir porque después de un gran impacto los restos continúan moviéndose, chocando y reorganizándose alrededor de la estrella.
La destrucción no termina necesariamente con la primera colisión. Puede comenzar una reacción en cadena.
MUNDOS DESTRUIDOS PARA CONSTRUIR OTROS
Existe algo profundamente paradójico en estos resultados. Las mismas colisiones capaces de destruir mundos también pueden ayudar a construirlos.
La Tierra probablemente no existiría exactamente como la conocemos sin los violentos acontecimientos ocurridos durante la juventud del sistema solar. Nuestra Luna podría ser directamente el producto de uno de ellos.
Los planetas rocosos que hoy parecen estructuras perfectamente terminadas comenzaron como acumulaciones de polvo y fragmentos que chocaron durante millones de años hasta convertirse en mundos. Algunas colisiones agregaron material. Otras arrancaron capas enteras.
Y algunas fueron suficientemente grandes para cambiar definitivamente la historia de un planeta. Webb está permitiéndonos observar ese proceso en otros sistemas estelares.
ESTAMOS VIENDO NUESTRO PROPIO PASADO
El James Webb fue construido para mirar profundamente hacia el universo, pero una de sus capacidades más interesantes está resultando ser algo diferente: utilizar otros sistemas planetarios como ventanas hacia nuestro propio origen.
No podemos regresar 4.500 millones de años para observar cómo era la Tierra cuando recibió uno de los golpes más violentos de su historia. Pero podemos encontrar estrellas jóvenes donde algo parecido parece estar ocurriendo ahora.
Allí existen mundos todavía incompletos. Objetos del tamaño de lunas y planetas se cruzan, chocan, se destruyen y vuelven a formar nuevas estructuras. Algunos impactos son tan violentos que la roca deja
