Este objeto está formado por una nube de gas y polvo que gira alrededor de una estrella central, a partir del cual, bajo condiciones adecuadas, podría dar lugar a la formación de un sistema planetario. Estos discos deben su apariencia aplanada y extendida al campo gravitatorio estelar y a la conservación del momento angular de la nube molecular original. Sus tamaños pueden alcanzar varios cientos de unidades astronómicas —o UA, y cada una equivale a la distancia promedio entre la Tierra y el Sol (cuadro 2). En la figura 1 se muestra la imagen artística de una estrella joven con un disco protoplanetario en el que algunos planetas se están formando.

     La totalidad de la masa de un disco protoplanetario puede llegar a ser hasta de una décima de la masa de la estrella central, lo cual ayuda a mantener el sistema en equilibrio gravitatorio. Cuando es posible observar los discos protoplanetarios en la región del espectro visible, su apariencia es, por lo general, oscura, debido a la pequeña fracción de polvo que contienen; ya que tal polvo es una mezcla de silicatos con pequeñas cantidades de carbono e hidrocarburos sencillos —cuyos tamaños sólo alcanzan algunas décimas de micrómetro (micrómetro: millonésima parte del metro)— capaz de absorber la radiación estelar incidente.
     Se ha estimado que el disco del cual se formó el sistema solar tenía un diámetro cercano a las doscientas unidades astronómicas y una masa entre 0.01 y 0.07 masas solares (cuadro 2). Su tamaño actual es cercano a cuarenta unidades astronómicas y de sólo 0.002 masas solares.

CUADRO 2. Parámetros astronómicos utilizados en el texto

PARÁMETRO ASTRONÓMICO	VALOR
Unidad astronómica	149,597,870.66 km
Masa solar	1.99 x 1030 kg
Año luz	9.4607 x 1012 km
Pársec	30.857 x 1012 km

     Después de un lento proceso de acumulación de granos de polvo se integraron los planetesimales, piezas fundamentales en la formación planetaria, pues contienen minerales y compuestos químicos que, después de un tiempo, conforman las superficies y las atmósferas de planetas y satélites naturales.

En 1983, el Satélite Astronómico Infrarrojo (IRAS, por siglas en inglés) realizó una inspección casi completa del cielo, a partir de la cual, descubrió un gran número de estrellas en nuestra galaxia, con evidencias de discos nebulares en su alrededor. Una década más tarde, el Telescopio Espacial Hubble (HST) obtuvo imágenes sorprendentes de estrellas en la región de Orión, las cuales mostraban discos protoplanetarios circundantes. Éste fue el inicio de una serie de descubrimientos que revelarían la posibilidad de encontrar futuros sistemas planetarios alrededor de otras estrellas en la Vía Láctea.
     A pesar de que el tiempo de vida del disco puede ser cercano a los diez millones de años, ha sido difícil encontrar objetos astronómicos en los que sea posible observar conjuntamente el disco protoplanetario y el sistema de planetas. Se ha propuesto que este hecho se debe a una pérdida repentina y considerable de gas en el disco, en un lapso de, aproximadamente, 100 mil años, en el caso de estrellas con masa mayor a siete masas solares.⁴
    Algunas teorías, cuyo fin es explicar el origen de la repentina desaparición de los discos protoplanetarios, sugieren que ésta podría estar relacionada con: la formación de planetas, la ocurrencia de la acreción estelar, la aparición de flujos bipolares o a la fotoevaporación por radiación de alta energía. En particular, el proceso de fotoevaporación por radiación de la estrella central —o de estrellas cercanas— es una teoría que está recibiendo gran aceptación entre la comunidad científica, ya que explica varios de los fenómenos observados en dichas regiones jóvenes.⁴
     En la fotoevaporación, la radiación provoca un aumento en la temperatura del disco, lo que facilita el escape de gas y polvo por efectos de presión térmica. En algunos casos, cuando el sistema estrella-disco se encuentra en el interior de un cúmulo estelar, el proceso de fotoevaporación puede ser acelerado, debido a la radiación difusa de las estrellas vecinas. Se especula también que el calentamiento por radiación puede ser el principal factor que desencadena la desaparición del disco, ya que se conjuntan la pérdida de masa —por acreción— de la estrella central y la pérdida de gas —por fotoevaporación— del disco; y la combinación de estos factores origina la aparición de brechas (o espacios) en el disco. Al respecto, en la figura 2 se muestra la imagen artística de un disco protoplanetario alrededor de una estrella tipo solar, en el que se ha creado una brecha. 

     El telescopio espacial Hubble obtuvo las primeras imágenes de la región de Orión, donde se puede observar claramente frentes de choque asociados a la inyección de gas proveniente de los discos protoplanetarios, cuya evaporación es promovida por la radiación ultravioleta de las estrellas de alta masa cercanas.
     Otros dos telescopios espaciales que aportaron información relevante sobre los discos protoplanetarios fueron el telescopio espacial Spitzer, lanzado en 2003, el cual proporcionó una sorprendente visión de las regiones ocultas por el denso polvo en la nube molecular —así como mapas de emisión de moléculas en ambientes fríos—; y el telescopio espacial Herschel, lanzado en 2009, que permitió, a lo largo de sus tres años de vida, la observación de objetos fríos en el intervalo de 60 a 670 micrómetros, lo que corresponde al rango del infrarrojo lejano y al submilimétrico, aportando información importante sobre el origen y la evolución de estrellas y galaxias.
     Un caso interesante es el de TW Hydrae, una estrella de tipo solar en pre-secuencia principal con, aproximadamente, diez millones de años de edad, localizada a 176 años luz de distancia de la Tierra, cuya masa es de 0.6 masas solares, y con un disco circunestelar de 196 UA de radio, en una etapa de transición en la que se forman brechas dentro del disco.
     En 2011, Michiel Hogerheijde, astrónomo de la Universidad de Leiden y colaboradores, detectaron —con ayuda de los telescopios espaciales y datos de observatorios en Tierra— la emisión de grandes cantidades de vapor de agua emergiendo del disco circunestelar de TW Hydrae. La emisión indicaba la existencia de una cantidad de agua en el disco miles de veces superior a la de todos los océanos de la Tierra.⁵ Estas observaciones apoyan directamente la posibilidad de formación de planetas extrasolares con océanos similares al nuestro.

Actualmente, existen instrumentos astronómicos de gran resolución que nos permiten inspeccionar el cielo con gran detalle; entre ellos está el Gran Telescopio Milimétrico/Submilimétrico de Atacama (ALMA), compuesto por 66 antenas colocadas sobre un llano del desierto de Atacama, en el norte de Chile, a 5,000 metros de altitud sobre el nivel del mar.
     Su construcción involucró la colaboración de países de Europa, Norteamérica y Asia. Su objetivo es investigar las regiones más tenues y frías del universo en el submilimétrico y el milimétrico; esto incluye la emisión luminosa proveniente de las primeras estrellas del universo, galaxias muy lejanas, formación de las primeras estrellas, planetas y la química de las nubes moleculares.
     En la figura 3 se observa, con el mayor detalle logrado hasta ahora, el disco de la estrella TW Hydrae en el que, posiblemente, algunos planetas se estén formando. Otra toma de gran detalle se puede apreciar en la figura 4, imagen captada por el ALMA, en la cual se observa el gran número de subestructuras constituyentes del disco protoplanetario que circunda a la estrella joven HL Tauri.

 
     A partir de los datos aportados por el ALMA, los astrónomos Eric Jensen, del Swarthmore College, y Rachel Akeson, de la NASA, descubrieron un sistema estelar doble con una peculiaridad sorprendente. Las estrellas de este sistema —HK Tauri, situado a 160 pársec de distancia del Sol— están tan próximas que se encuentran atadas gravitatoriamente, ello indica que probablemente surgieron del mismo fragmento de la nube molecular; sin embargo, las estrellas tienen discos protoplanetarios con inclinación distinta.⁶ El análisis realizado por los astrónomos sobre la mutua interacción gravitatoria aportó una explicación a la misteriosa migración de algunos planetas extrasolares a órbitas menores (la figura 5 muestra una imagen artística del sistema HK Tauri). 
     La astronomía moderna ha realizado grandes avances hacia el entendimiento de los procesos de formación de sistemas planetarios, mediante el uso de instrumentos con mayor sensibilidad y mejor resolución, permitiendo un estudio detallado de los exoplanetas muy próximos a su estrella. En este sentido, reconocidos astrónomos en México, como Luis F. Rodríguez, Paola D’Alessio, Susana Lizano y Yolanda Gómez, han contribuido grandemente al avance de esta área de la astronomía

• Página del Observatorio Europeo Austral, http://www.eso.org/public/spain/
• Página del observatorio ALMA, http://www.almaobservatory.org/es