James Webb captó dos discos protoplanetarios: una mirada a las primeras fases de la formación de nuevos planetas
La NASA, la ESA y la CSA han publicado una nueva edición de la imagen mensual del telescopio James Webb, y esta vez el centro de atención no son las galaxias lejanas ni las nebulosas espectaculares, sino dos sistemas estelares muy jóvenes en los que todavía se están formando las condiciones para el nacimiento de planetas. Se trata de los discos protoplanetarios Tau 042021 y Oph 163131, objetos que se encuentran relativamente cerca en términos astronómicos, a unos 450 y 480 años luz de la Tierra, respectivamente. La composición publicada, presentada el 3 de abril de 2026, combina observaciones del telescopio James Webb con datos anteriores del telescopio Hubble, y en el caso de Oph 163131 también con observaciones de radio del sistema ALMA, lo que proporciona a los astrónomos una visión más detallada de la distribución de partículas de polvo, gas y estructuras dentro de los propios discos.
El valor especial de esta publicación no reside solo en la impresionante representación de dos sistemas jóvenes, sino también en el hecho de que ambos discos están orientados casi de canto hacia la Tierra. Esa posición permite a los astrónomos que la intensa luz de la joven estrella situada en el centro quede en gran medida bloqueada por el propio disco, por lo que los instrumentos registran con mayor claridad la luz dispersa y las capas de polvo fino por encima y por debajo del plano del disco. Precisamente eso es crucial para comprender los procesos que preceden a la formación de planetas, porque la distribución del material en esas zonas determina dónde los granos de polvo pueden chocar, adherirse y crecer gradualmente hasta convertirse en cuerpos mayores.
Por qué los discos protoplanetarios son importantes para comprender la formación de sistemas planetarios
Los discos protoplanetarios se forman después del nacimiento de una estrella. Cuando un cúmulo de gas y polvo colapsa dentro de una enorme nube molecular, en el centro se forma una estrella joven, mientras que el resto del material sigue orbitando a su alrededor en forma de un disco denso y aplanado. En esos discos comienza el largo proceso de crecimiento de las partículas: desde polvo cósmico muy fino, pasando por agrupaciones cada vez mayores, hasta llegar a los planetesimales, cuerpos que se consideran los bloques de construcción de los planetas. Parte del material nunca llega a convertirse en planetas, sino que permanece en forma de asteroides, cometas y otros cuerpos menores, mientras que parte del gas es expulsada con el tiempo por la radiación y la actividad de la joven estrella.
Precisamente por eso los astrónomos observan este tipo de objetos con gran interés. Al observar otros sistemas en su fase temprana, intentan reconstruir lo que también ocurrió en nuestro propio Sistema Solar hace unos 4.500 millones de años. La disposición actual de los planetas, los gigantes gaseosos, los mundos rocosos, los asteroides y los cometas es en realidad el resultado final de procesos que en otro tiempo debieron parecerse a lo que ahora se ve alrededor de estrellas jóvenes en las constelaciones de Tauro y Ofiuco.
Dos objetos, dos geometrías similares, pero también detalles importantes para la ciencia
Tau 042021, también conocido por la designación de catálogo 2MASS J04202144+2813491, se encuentra en una región de formación estelar de la constelación de Tauro. Oph 163131, o 2MASS J16313124-2426281, está situado en la constelación de Ofiuco. A primera vista, ambas estructuras recuerdan a trompos espaciales de colores o a dispersiones de luz con forma de mariposa, pero detrás de ese impacto visual se esconde una información científica muy precisa. Como los observamos casi desde el borde, los discos se ven como una franja horizontal más oscura, mientras que por encima y por debajo aparecen nubes iluminadas de polvo fino que reflejan la luz de la estrella central.
Esa perspectiva resulta especialmente útil porque permite estudiar la estructura vertical del disco. A los científicos no les interesa solo cuánto material orbita alrededor de la estrella joven, sino también cómo se distribuye ese material en altura y profundidad. Si los granos de polvo más grandes descienden con el tiempo hacia el plano central del disco, allí aumenta la densidad del material y, con ella, la posibilidad de que comience una agregación más eficiente de partículas en cuerpos mayores. Precisamente ese “asentamiento” o depósito de polvo se considera uno de los pasos clave hacia la formación de planetesimales y, más tarde, de planetas.
Qué mostró James Webb y qué añadieron Hubble y ALMA
Las imágenes publicadas están compuestas a partir de datos de los instrumentos NIRCam y MIRI del telescopio James Webb, dentro del programa de observación número 2562, dirigido por los astrónomos François Ménard y Karl Stapelfeldt. Ese programa fue concebido precisamente para estudiar discos que desde la Tierra vemos de perfil, porque este tipo de objetos ofrece una oportunidad poco común de seguir simultáneamente las capas superficiales de la luz dispersa, señales infrarrojas más profundas y capas más frías y densas en el plano central reveladas por observaciones de radio.
Webb es especialmente importante porque trabaja en la región infrarroja del espectro. NIRCam registra radiación infrarroja cercana y MIRI infrarroja media, por lo que juntos permiten seguir distintos tamaños de granos de polvo y huellas químicas dentro del disco. Según la explicación de la publicación de ESA/Webb, los tonos rojos, naranjas y verdes de las imágenes compuestas apuntan a distintos tamaños de partículas de polvo y a la presencia de moléculas y compuestos como hidrógeno molecular, monóxido de carbono e hidrocarburos aromáticos policíclicos. En otras palabras, no se trata solo de una imagen tratada estéticamente, sino de un mapa de las condiciones físicas dentro de sistemas jóvenes.
Se añadieron datos de Hubble para mostrar la luz visible reflejada desde la estrella central por granos de polvo muy pequeños. De ese modo se crea un puente entre la visión óptica y la infrarroja del mismo objeto. En el caso del sistema Oph 163131, también se incluyeron en el análisis observaciones del interferómetro ALMA, que trabaja en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas. A diferencia de Hubble y Webb, que ven especialmente bien el polvo muy fino, ALMA registra granos mayores, de tamaño aproximadamente milimétrico, concentrados más cerca del plano central del disco. Precisamente esos granos mayores son uno de los requisitos importantes para el crecimiento posterior del material hacia cuerpos más grandes y compactos.
Oph 163131 y la señal que podría apuntar a la formación de un planeta
Uno de los detalles más interesantes de la nueva publicación se refiere al sistema Oph 163131. Los datos de ALMA muestran en su parte interior una brecha, es decir, un vacío en la distribución del polvo. Los astrónomos no afirman categóricamente que allí ya se haya confirmado un planeta, pero señalan que una estructura así podría ser un signo de que en el disco se está formando un cuerpo planetario joven que, con su gravedad, elimina o redistribuye el material circundante. En astronomía, precisamente este tipo de formulación prudente es importante: una brecha en el disco puede ser un indicador muy fuerte de cambios que acompañan a la formación de planetas, pero para una confirmación definitiva suelen hacer falta observaciones y modelizaciones adicionales.
Trabajos anteriores basados en ALMA ya habían indicado que Oph 163131 es un disco claramente “asentado”, es decir, que los granos de polvo más grandes se concentran de forma eficiente en una capa fina y densa junto al plano central. Ese estado interesa especialmente a los investigadores porque precisamente una mayor densidad en esa franja estrecha puede acelerar los procesos de crecimiento de los granos y la creación de planetesimales. Por eso, la nueva composición de Webb no es una curiosidad visual aislada, sino parte de una imagen más amplia que se ha ido construyendo durante años mediante la combinación de observaciones con distintos telescopios y en distintas longitudes de onda.
Tau 042021 y por qué es importante para estudiar la mezcla vertical del polvo
Tau 042021 también ha sido objeto de análisis más detallados en los últimos años. Observaciones anteriores de ALMA mostraron que este disco presenta signos marcados de separación vertical de partículas de distintos tamaños, lo que significa que los granos más grandes se distribuyen de manera diferente a los más pequeños. Precisamente este es uno de los problemas clave en la física de los discos protoplanetarios: de qué manera el polvo se separa, se deposita y se desplaza dentro del disco antes de que se formen agrupaciones mayores. El programa número 2562 de James Webb fue diseñado para conectar imágenes ópticas tomadas anteriormente por Hubble, observaciones de ALMA del polvo más frío y más grueso en el plano central, y la nueva visión infrarroja que puede “asomarse” entre esas capas.
Para los científicos, esto significa la posibilidad de estimar por primera vez de manera empírica y con mayor precisión cómo cambian la densidad y el tamaño de los granos con la altura dentro del disco. Eso es más que un detalle técnico. De ello dependen los modelos que intentan explicar cómo el polvo disperso puede llegar a formar cuerpos de tamaño kilométrico, es decir, alcanzar la etapa en la que la gravedad empieza a desempeñar un papel mucho mayor en el crecimiento posterior.
Por qué imágenes como estas tienen tanto valor científico como público
Publicaciones como esta atraen regularmente una gran atención del público por el aspecto inusual y atractivo de las imágenes, pero su valor científico es mucho más profundo que la simple impresión visual. Los discos protoplanetarios observados de canto se encuentran entre los laboratorios naturales más valiosos para estudiar las primeras fases de la formación de sistemas planetarios. La vista habitual “desde arriba” a menudo dificulta separar las capas dentro del disco, mientras que la vista lateral permite estimar de forma más directa el grosor de las capas, la distribución del polvo fino y del más grueso, y las relaciones entre las superficies iluminadas y el plano central más oscuro.
Además, Webb confirma lo importante que es combinar varios observatorios. Hubble aporta luz visible y un largo archivo de observaciones, Webb ofrece una sensibilidad extraordinaria en la región infrarroja y la capacidad de penetrar a través de nubes de polvo, y ALMA revela material más frío y más grueso que es clave para el crecimiento físico de los futuros planetas. Solo cuando todos esos datos se reúnen aparece una imagen más completa de lo que ocurre en discos que apenas tienen una fracción del tiempo en comparación con la vida de una estrella.
Precisamente por eso la nueva imagen de los dos discos no es solo otra curiosidad visual del espacio profundo. Muestra cómo es la fase en la que el material todavía no se ha convertido en planetas terminados, pero en la que los procesos básicos ya están en marcha. En un caso se ve un sistema en el que puede seguirse la distribución de partículas a través de múltiples capas, y en el otro también un vacío interior que podría apuntar a una señal muy temprana de formación planetaria. Para la astronomía, es una mirada hacia atrás, hacia las condiciones de las que surgieron tanto la Tierra como los demás mundos del Sistema Solar, y para el público en general, un recordatorio de que la formación de planetas no ocurre en un único momento dramático, sino en una larga, compleja y todavía insuficientemente aclarada serie de procesos que dejan huellas reconocibles en el polvo y el gas alrededor de estrellas jóvenes.
Fuentes:- ESA/Webb – publicación oficial “A pair of planet-forming discs”, con descripción de los objetos Tau 042021 y Oph 163131, la fecha de publicación y la explicación de la imagen (enlace)- STScI – programa JWST 2562 “Dust Settling and Grain Evolution in Edge-on Protoplanetary Disks”, con un resumen de los objetivos científicos de las observaciones (enlace)- JPL/NASA Catalog of Circumstellar Disks – datos básicos y trabajos de referencia para el objeto Oph 163131 (enlace)- Science Explorer / A&A – resumen del trabajo sobre observaciones de ALMA de discos protoplanetarios orientados de canto, incluido Tau 042021 y la sedimentación de granos más grandes (enlace)
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