El telescopio James-Webb acaba de observar las huellas de colisiones tan violentas que pueden reducir mundos rocosos enteros a polvo.
Alrededor de ciertas estrellas jóvenes, los astrónomos han detectado mucho más polvo caliente de lo previsto. Esta materia forma discos de escombros cercanos a la estrella, en una región comparable a aquella donde se encuentran los planetas rocosos de nuestro Sistema Solar. Su origen seguía siendo difícil de determinar con precisión.
Un equipo utilizó el telescopio espacial James-Webb para estudiar 21 de estos sistemas calificados de extremos. Su instrumento MIRI observa en el infrarrojo medio, un rango de longitudes de onda especialmente adecuado para analizar polvo caliente. El espectro obtenido revela qué minerales están presentes en los escombros.
Varios discos contienen sílice y otros materiales transformados por temperaturas muy elevadas. Estas señales pueden aparecer cuando una colisión entre grandes cuerpos rocosos libera suficiente energía para fundir o vaporizar parte de su materia. Los fragmentos se enfrían después en forma de polvo y diminutos granos.
Estos impactos son de una violencia difícil de imaginar. Ocurren durante las últimas etapas de formación de un sistema planetario, cuando los embriones planetarios todavía comparten órbitas inestables. Algunos terminan chocando a varios kilómetros por segundo.
Nuestro propio Sistema Solar probablemente experimentó este tipo de acontecimiento. De hecho, el escenario predominante para el nacimiento de nuestra Luna implica una colisión entre la joven Tierra y otro cuerpo grande hace unos 4.500 millones de años. Por tanto, los sistemas observados por Webb permiten acceder a fenómenos que probablemente dieron forma a los planetas rocosos alrededor del Sol.
Sin embargo, no todos los discos presentan la misma composición. Esta diversidad indica que las colisiones pueden afectar a cuerpos formados por materiales diferentes o producirse con distintas energías. Parte del polvo podría proceder de superficies rocosas y otra parte, de capas más profundas expuestas por el impacto.
Los astrónomos también pueden seguir estos sistemas a lo largo del tiempo. La cantidad de polvo evoluciona después de una colisión: los granos se dispersan, se destruyen o vuelven a caer sobre otros cuerpos. Por tanto, las observaciones repetidas permitirán estimar la frecuencia de los impactos y el tiempo durante el cual sus huellas siguen siendo visibles.
Ahora los investigadores quieren relacionar estas señales minerales con la edad de las estrellas y la arquitectura de sus sistemas planetarios. Así podrán determinar en qué momento son más frecuentes las colisiones gigantes y reconstruir mejor el periodo caótico durante el cual planetas comparables a la Tierra terminan de formarse.