Descubren en datos de ALMA un disco protoplanetario atrapado en una explosión

Utilizando datos de archivo de ALMA, Masataka Aizawa, de la Universidad de Ibaraki, y su equipo descubrieron una estructura de burbuja en expansión uniforme que envuelve y distorsiona el disco protoplanetario alrededor de la joven estrella WSB 52. La comunidad astronómica cree que esta estructura de burbuja se formó hace varios cientos de años por un chorro estelar en las proximidades de la estrella, ya que su centro se alinea con el eje del disco. Este hallazgo sugiere que el disco, que sirve como semillero de planetas, está expuesto a un entorno más adverso de lo que se creía.

Las estrellas se forman mediante la agregación de gas en nubes moleculares impulsadas por la gravedad. A medida que el gas cae hacia la estrella, conserva su momento angular, creando un disco giratorio conocido como disco protoplanetario. El gas y el polvo de este disco giratorio se coagulan, formando finalmente planetas. Según esta teoría, no todo el gas que cae en la estrella es absorbido para la formación estelar. Gran parte de ese gas se expulsa en forma de chorros o flujos de salida antes de regresar al entorno circundante de formación estelar.

Al reanalizar los datos de archivo de ALMA de la joven estrella WSB 52, previamente identificada como poseedora de un disco protoplanetario, el equipo de investigación descubrió inesperadamente una estructura de burbuja en expansión explosiva cerca del disco. El coautor Ryuta Orihara (Universidad de Tokio, ex estudiante de doctorado en la Universidad de Ibaraki) afirmó: «Las altas capacidades espectroscópicas de ALMA han revelado la sección transversal de una estructura de burbuja en expansión, como si se examinara con una tomografía computarizada».

Un análisis más detallado reveló un frente de choque creado por la burbuja en expansión cerca de la estrella, con el disco distorsionado por la colisión y un fragmento de gas expulsado. Se han detectado estructuras de burbuja en expansión similares alrededor de otras estrellas jóvenes mediante observaciones en el espectro visible y el infrarrojo cercano; sin embargo, ninguna de ellas ha indicado signos de colisión entre la burbuja y el disco, como se observó en esta ocasión. Este fenómeno tampoco fue previsto por las teorías.

Además, el equipo de investigación descubrió que el centro de la burbuja está alineado con el eje de rotación del disco mediante el análisis de la relación espacial entre el disco y la burbuja. Basándose en esta configuración, así como en la forma y la energía de la burbuja, el equipo concluyó que un chorro de alta velocidad, emitido desde WSB 52 hace cientos de años, colisionó con material frío, provocando la compresión del gas. Posteriormente, el aumento de presión derivado de la compresión provocó la explosión del gas, lo que dio lugar a la formación de la burbuja en expansión. El equipo también descubrió que la explosión pudo haber ocurrido más cerca de la estrella central, ya que el centro de la burbuja muestra un movimiento que se aleja de ella. Esto sugiere que el impacto de la colisión de la burbuja inmediatamente después de su formación podría haber sido mucho más intenso de lo observado, lo que indica que el disco que vemos hoy es el resultado de dicho impacto.

Anteriormente, se pensaba que los chorros estelares servían principalmente como proveedores indirectos de materia y energía para el entorno circundante. Sin embargo, esta investigación demostró que los chorros estelares tienen un impacto directo en el disco protoplanetario a través de la formación de estructuras de burbujas. El coautor Munetake Momose (Universidad de Ibaraki, con nombramiento compartido en NAOJ a partir de julio de 2025) afirmó: «Los chorros estelares son un fenómeno universal observado en estrellas jóvenes, pero esta investigación ha revelado un papel previamente desconocido». Si la expansión explosiva de burbujas como esta ocurre universalmente alrededor de estrellas jóvenes, podría haber tenido un impacto significativo en la formación de varios sistemas planetarios, incluido nuestro Sistema Solar. Se espera que un futuro estudio a fondo investigue la frecuencia de estas explosiones y sus efectos en los discos. Masataka Aizawa (Universidad de Ibaraki), quien dirigió esta investigación, afirmó: «Nos topamos con este fenómeno por casualidad al reanalizar los datos de archivo de ALMA. En la ciencia ficción, hay escenas en las que se dispara un rayo contra algo para destruirlo, provocando una explosión cuyos escombros regresan hacia quien lo dispara. Sucesos similares ocurren en fenómenos astronómicos reales, pero con mayor intensidad. Gracias a este descubrimiento, comprendí una vez más que la naturaleza es mucho más compleja de lo que los humanos creen. En futuras investigaciones, espero explorar más a fondo los efectos de las explosiones en la formación de estrellas y sistemas planetarios».

Información adicional

Esta investigación se publicó en The Astrophysical Journal el 4 de agosto de 2025 con el título «Descubrimiento de la interacción chorro-burbuja-disco: Retroalimentación del chorro en un disco protoplanetario mediante una burbuja en expansión en WSB 52» de Masataka Aizawa et al.

El Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), socio de ALMA en representación de Asia del Este, publicó el comunicado de prensa original.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembro, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán (NSTC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembro; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

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