Revolución en astrofísica: ¡Nuevo modelo para la formación de planetas!

Revolución en astrofísica: ¡Nuevo modelo para la formación de planetas!

El 21 de julio de 2025 se presentará un novedoso experimento que representa un avance significativo en el estudio de la formación de planetas. Científicos de la Universidad de Greifswald han desarrollado un modelo de tornado de agua que simula los complejos procesos que tienen lugar en los discos de acreción que rodean a las estrellas jóvenes. Estos discos de acreción desempeñan un papel crucial en la astrofísica, transportando materia a objetos centrales y permitiendo la formación de planetas.

En los discos de acreción, que están formados por gas y polvo en rotación, partículas microscópicas orbitan alrededor de un objeto central que influye en el entorno a través de su gravedad. El gas de estos discos contiene gases atómicos e ionizados, así como polvo interestelar. Durante el proceso, los objetos centrales ganan masa a medida que parte del gas llega al centro del disco. Sin embargo, estos procesos dinámicos son difíciles de observar, lo que desafía la investigación en astronomía.

El modelo de tornado de agua

El modelo de tornado de agua recientemente desarrollado actúa como prototipo para replicar los movimientos en los discos de acreción que forman planetas. Los científicos que trabajan con Mario Flock, que trabaja en el Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA), descubrieron que se puede lograr una simulación de las condiciones del campo gravitacional instalando experimentalmente dos cilindros de plexiglás de diferentes anchos. Esto hace que el agua gire, creando un embudo que imita las propiedades de un disco protoplanetario.

Los experimentos iniciales con esferas de polipropileno para analizar el comportamiento del flujo mostraron que muchas de estas esferas no correspondían a la primera ley de Kepler, mientras que otras leyes se reproducían bien. Estos hallazgos son prometedores ya que podrían permitir una mejor comprensión de las propiedades físicas de los discos de acreción.

Ideas y desafíos adicionales

Los desafíos a la hora de simular discos de acreción son importantes. Estos discos pueden variar en diámetro desde unos pocos cientos de unidades astronómicas hasta cientos de pársecs, y la materia puede exceder la masa del objeto central en 1 o 2 órdenes de magnitud. Además, la estructura térmica de estos discos puede alcanzar millones de Kelvin, lo que aumenta aún más la complejidad de las simulaciones.

El perfil de radiación de los discos de acreción, responsable de su brillo, se compone de radiación de muchos anillos a diferentes temperaturas y abarca desde infrarrojos hasta rayos X duros. Esto hace necesario comparar las simulaciones con mediciones reales para evitar posibles artefactos computacionales.

El modelo de tornado de agua podría ayudar a aliviar algunas de estas dificultades y es un enfoque prometedor para estudiar los procesos en los discos de formación de planetas. Los científicos esperan hacer ajustes para mejorar aún más la precisión, lo que podría tener implicaciones de gran alcance para la astronomía.

Además de los investigadores de la Universidad de Greifswald, en este proyecto también participan varios científicos del MPIA. Mario Flock, que dirige un grupo de trabajo en MPIA, recibió una Beca Consolidadora del ERC para un proyecto para estudiar sistemas planetarios emergentes, lo que subraya la importancia de esta investigación.

Se pueden encontrar más detalles sobre los discos de acreción y sus propiedades en los informes completos de Cosmos indirecto así como en las percepciones de Universidad de Greifswald.