Esta ilustración representa a la estrella PDS 70 y su disco protoplanetario interior. Las nuevas mediciones realizadas por el telescopio espacial James Webb de la NASA han detectado vapor de agua a distancias de menos de 160 millones de kilómetros de la estrella, en una región donde podrían estar formándose planetas rocosos. Esta es la primera detección de agua en la región terrestre de un disco del que ya se sabe que alberga dos o más protoplanetas, uno de los cuales se muestra en la parte superior derecha.
El agua es esencial para la vida tal como la conocemos. Sin embargo, los científicos debaten cómo esta llegó a la Tierra y si los mismos procesos podrían “sembrarla” en exoplanetas rocosos que orbitan alrededor de estrellas lejanas. Nuevos conocimientos podrían provenir del sistema planetario PDS 70, situado a 370 años luz de distancia. La estrella alberga tanto un disco interior como un disco exterior de gas y polvo, separados por una brecha de 8 mil millones de kilómetros de ancho, y dentro de esa brecha se encuentran dos planetas gigantes gaseosos que ya eran conocidos.
Las nuevas mediciones realizadas por el instrumento de infrarrojo medio (MIRI), a bordo del telescopio espacial James Webb de la NASA, han detectado vapor de agua en el disco interior del sistema, a distancias de menos de 160 millones de kilómetros de la estrella, en una región donde se podrían estar formando planetas rocosos y terrestres. (La órbita de la Tierra se encuentra a 150 millones de kilómetros de nuestro Sol). Esta es la primera detección de agua en la región terrestre de un disco del que ya se sabe que alberga dos o más protoplanetas.
Antes del Webb, no podíamos hacer este tipo de mediciones”, dijo Giulia Perotti, autora principal del artículo científico donde aparecen estos hallazgos e investigadora del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania.
“Este descubrimiento es extremadamente emocionante, ya que sondea la región donde normalmente se forman planetas rocosos parecidos a la Tierra”, añadió el director del MPIA, Thomas Henning, quien es coautor del artículo científico. Henning es coinvestigador principal del instrumento MIRI de Webb, el cual hizo la detección, e investigador principal del programa Sondeo de discos en el infrarrojo medio de MIRI que obtuvo los datos.
Un ambiente vaporoso para la formación de planetas
PDS 70 es una estrella del tipo K, más fría que nuestro Sol, y se estima que tiene 5,4 millones de años. Esto es relativamente antiguo en términos de estrellas con discos de formación planetaria, lo que hizo que el descubrimiento del vapor de agua fuera sorprendente.
Con el tiempo, el contenido de gas y polvo en los discos de formación planetaria disminuye. O bien la radiación y los vientos de la estrella central expulsan dicho material, o el polvo se convierte en objetos más grandes que acaban formando planetas.
Los astrónomos aún no han detectado ningún planeta en formación dentro del disco interior de PDS 70. No obstante, sí pueden observar las materias primas para la formación de mundos rocosos, en forma de silicatos. La detección de vapor de agua implica que si los planetas rocosos se están formando en ese lugar, tendrán agua disponible desde el principio.
¿Cuál es el origen del agua?
Este descubrimiento plantea la pregunta: ¿de dónde vino el agua? El equipo de MINDS consideró dos escenarios diferentes para explicar su hallazgo.
Una posibilidad es que las moléculas de agua se formen en el lugar donde han sido detectadas, a medida que se combinan los átomos de hidrógeno y oxígeno.
Una segunda posibilidad es que las partículas de polvo recubiertas de hielo sean transportadas desde el disco exterior frío al disco interior caliente, donde el hielo de agua se sublima y se convierte en vapor. Tal sistema de transporte sería sorprendente, ya que el polvo tendría que atravesar la gran brecha creada por los dos planetas gigantes.
Otra pregunta que plantea este descubrimiento es cómo el agua podría sobrevivir tan cerca de la estrella, cuando la luz ultravioleta de la estrella debería romper cualquier molécula de agua. Lo más probable es que el material circundante, como el polvo y otras moléculas de agua, sirva como escudo protector.
Este hallazgo ha sido publicado en la revista científica Nature.
El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio de ciencias espaciales del mundo y está resolviendo los misterios de nuestro sistema solar, viendo más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorando las misteriosas estructuras y los orígenes de nuestro universo y nuestro lugar dentro de él.
Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios: la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).
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Créditos: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)
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