Disco protoplanetario compacto y pobre en gas resiste la intensa radiación ultravioleta en NGC 6357

En una de las regiones más activas de formación estelar de la galaxia, un equipo internacional de astrónomos ha logrado caracterizar el disco protoplanetario XUE 1, situado en el cúmulo NGC 6357. Gracias a la sensibilidad sin precedentes del Telescopio Espacial James Webb y a avanzados modelos termoquímicos, se ha conseguido penetrar en la estructura física de este disco, desafiando el límite de lo que se conoce sobre la formación de planetas en entornos de radiación extrema.

A diferencia de muchos discos estudiados previamente, XUE 1 se encuentra inmerso en un entorno bañado por la intensa radiación ultravioleta que emiten varias estrellas masivas cercanas. Este escenario no es anecdótico: al menos la mitad de todos los sistemas planetarios se originan en regiones similares, donde la radiación externa puede acelerar la evolución de los discos, erosionar sus bordes y alterar la química de sus componentes.

El estudio revela que XUE 1 ha sobrevivido como un disco sorprendentemente compacto, con un radio máximo de solo 10 unidades astronómicas. Esta cifra resulta pequeña en comparación con la mayoría de discos jóvenes analizados cerca del Sol, que suelen extenderse más allá de las 100 ua. La compacidad, junto con la evidente escasez de gas en las zonas externas, sugiere que la radiación ha truncado el disco y expulsado gran parte de su atmósfera exterior.

No obstante, las observaciones del JWST muestran que, en el interior de este disco, persiste una reserva de polvo rico en silicatos amorfos y cristalinos, además de moléculas clave como vapor de agua, CO, CO₂, HCN y acetileno. Estas moléculas se concentran en la franja más interna del disco, donde la protección contra la radiación es más eficaz y donde es posible que se estén gestando los futuros planetas rocosos.

El modelado termoquímico, realizado con el código ProDiMo, permitió a los investigadores ajustar la temperatura y distribución de polvo y gas para reproducir con precisión el espectro infrarrojo observado. Así se determinó que el disco mantiene una masa de polvo suficiente para formar hasta diez planetas tipo Mercurio, mientras que la masa de gas, especialmente en las regiones externas, ha caído por debajo de los niveles típicos de discos más jóvenes y poco irradiados.

Uno de los hallazgos más notables es el aumento significativo de la abundancia de agua en el disco exterior, aunque la mayoría de las reservas moleculares permanecen restringidas a la zona interna, donde la radiación estelar directa es dominante frente al ultravioleta externo. Este patrón sugiere que, incluso bajo condiciones hostiles, los ingredientes fundamentales para la formación planetaria pueden preservarse, si bien en regiones mucho más compactas de lo habitual.

El trabajo también explora una cuestión relevante: ¿está el disco realmente truncado por la fotoevaporación o podría ser mayor, pero protegido por nubes residuales de gas y polvo? Simulaciones adicionales muestran que existe una degeneración entre el tamaño del disco y la intensidad real del campo UV externo. Resolver este dilema requerirá observar más discos en entornos similares y afinar los modelos tridimensionales del medio interestelar.

Este avance no solo aporta una ventana inédita a los procesos de formación planetaria en ambientes extremos, sino que también sugiere que la formación de planetas es posible incluso donde las condiciones parecen más desfavorables. Los resultados sientan la base para futuras investigaciones con el JWST y otros observatorios, ayudando a explicar la notable abundancia y diversidad de sistemas planetarios en nuestra galaxia.