Los astrónomos que utilizaron el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) encontraron una estrella joven rodeada por una asombrosa masa de gas. La estrella, llamado 49 Ceti, tiene 40 millones de años y las teorías convencionales sobre la formación de planetas predicen que el gas debería haber desaparecido para esa edad. La enigmáticamente grande cantidad de gas requiere una reconsideración de nuestra comprensión actual de la formación de planetas.

Los planetas se forman en discos polvorientos gaseosos llamados discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes. Las partículas de polvo se agregan para formar planetas similares a la Tierra o para convertirse en los núcleos de planetas más masivos al recolectar grandes cantidades de gas del disco para formar planetas gigantes gaseosos similares a Júpiter. Según las teorías actuales, a medida que pasa el tiempo, el gas del disco se incorpora a los planetas o se expulsa por la presión de la radiación de la estrella central. En el final, la estrella está rodeada de planetas y un disco de escombros polvorientos. Este disco polvoriento llamado disco de escombros, implica que el proceso de formación de planetas está casi terminado.

Los avances recientes en radiotelescopios han dado una sorpresa en este campo. Los astrónomos han descubierto que varios discos de escombros todavía poseen cierta cantidad de gas. Si el gas permanece mucho tiempo en los discos de escombros, las semillas planetarias pueden tener suficiente tiempo y material para evolucionar a planetas gigantes como Júpiter. Por lo tanto, el gas en un disco de escombros afecta la composición del sistema planetario resultante.

"Encontramos gas de carbono atómico en el disco de escombros alrededor de 49 Ceti usando más de 100 horas de observaciones en el telescopio ASTE, "dice Aya Higuchi, astrónomo del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ). ASTE es un radiotelescopio de 10 m de diámetro en Chile operado por NAOJ. "Como una extensión natural, utilizamos ALMA para obtener una vista más detallada, y eso nos dio la segunda sorpresa. El gas de carbono alrededor de 49 Ceti resultó ser 10 veces más abundante que nuestra estimación anterior ".

Gracias a la alta resolución de ALMA, el equipo reveló la distribución espacial de los átomos de carbono en un disco de escombros por primera vez. Los átomos de carbono se distribuyen más ampliamente que el monóxido de carbono, las segundas moléculas más abundantes alrededor de estrellas jóvenes, las moléculas de hidrógeno son las más abundantes. La cantidad de átomos de carbono es tan grande que el equipo incluso detectó ondas de radio débiles de una forma más rara de carbono. 13C. Esta es la primera detección de la emisión de 13C a 492 GHz en cualquier objeto astronómico, que generalmente se esconde detrás de la emisión de 12C normal.

"La cantidad de 13C es solo el 1% de 12C, por lo tanto, la detección de 13C en el disco de escombros fue totalmente inesperada, ", dice Higuchi." Es una clara evidencia de que 49 Ceti tiene una cantidad sorprendentemente grande de gas ".

¿Cuál es el origen del gas? Los investigadores han sugerido dos posibilidades. Una es que es el gas remanente que sobrevivió al proceso de disipación en la fase final de formación del planeta. La cantidad de gas alrededor de 49 Ceti es, sin embargo, comparables a las que se encuentran alrededor de estrellas mucho más jóvenes en la fase activa de formación de planetas. No existen modelos teóricos que expliquen cómo pudo haber persistido tanto gas durante tanto tiempo. La otra posibilidad es que el gas haya sido liberado por las colisiones de cuerpos pequeños como cometas. Pero el número de colisiones necesarias para explicar la gran cantidad de gas alrededor de 49 Ceti es demasiado grande para adaptarse a las teorías actuales. Los presentes resultados de ALMA impulsan una reconsideración de los modelos de formación de planetas.