Desbloqueando la receta cósmica para la formación de planetas

Los científicos han detectado cantidades significativas de vapor de agua en el disco que rodea a la joven estrella HL Tauri, lo que indica la presencia de agua en zonas donde se están formando planetas. Este descubrimiento, posible gracias al telescopio ALMA en Chile, es la primera vez que los astrónomos han podido medir el vapor de agua en un disco frío y estable propicio para la formación de planetas. Estos hallazgos podrían mejorar enormemente nuestro conocimiento sobre cómo se forman los planetas que sustentan la vida. (Ver concepto del artista). Crédito: SciTechDaily.com

En un disco alrededor de una estrella joven, los científicos han identificado vapor de agua exactamente donde podrían estar los planetas en proceso de formación.

El agua, que es crucial para la vida en la Tierra y se cree que tiene un papel importante en la formación de planetas, nunca hasta ahora había sido mapeada en un disco frío y estable: el tipo de disco ideal para la formación de planetas alrededor de estrellas.

Por primera vez, los astrónomos pudieron medir la cantidad de vapor de agua en las proximidades de una estrella en formación de planetas.

Esta investigación fue posible gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un grupo de telescopios en el desierto de Atacama chileno. El Nodo del Centro Regional ALMA del Reino Unido (UK ARC), que brinda apoyo a los astrónomos del Reino Unido que utilizan ALMA, está alojado en el Centro Jodrell Bank de Astrofísica de la Universidad de Manchester.

La Dra. Anita Richards, miembro visitante senior de la Universidad de Manchester y ex miembro del ARC del Reino Unido, jugó un papel crucial al confirmar que el sistema receptor de la 'Banda 5' estaba funcionando correctamente, lo cual fue vital para que ALMA generara una imagen detallada de el agua.

El Dr. Richards comentó: "Medir directamente la cantidad de vapor de agua en áreas donde se están formando planetas nos acerca un paso más a la comprensión de lo fácil que podría ser producir mundos con océanos. Este tipo de observación requiere las condiciones más secas posibles y el ALMA "La matriz en Chile era la única capaz de producir información tan detallada".

En el disco que rodea a una estrella joven, los astrónomos han identificado vapor de agua exactamente donde pueden estar los planetas en proceso de formación. Una imagen detallada del vapor de agua aparece en tonos de azul en esta fotografía del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). El gas es más brillante en el centro del disco, más cerca de la estrella joven, donde las temperaturas son más altas. Las observaciones anteriores de ALMA que muestran la distribución del polvo alrededor de la estrella aparecen como anillos rojos. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Facchini et al.

La investigación, publicada en la revista Nature Astronomy, revela tres veces más agua que en todos los océanos de la Tierra en el disco interior de la joven estrella similar al Sol HL Tauri, situada a 450 años luz de la Tierra en la constelación de Tauro.

Stefano Facchini, astrónomo de la Universidad de Milán, Italia, que dirigió el estudio, afirmó: "Nunca había imaginado que pudiéramos capturar una imagen de océanos de vapor de agua en la misma región donde probablemente se esté formando un planeta".

El coautor Leonardo Testi, astrónomo de la Universidad de Bolonia, Italia, añadió: "Es realmente notable que podamos no sólo detectar sino también capturar imágenes detalladas y resolver espacialmente el vapor de agua a una distancia de 450 años luz de nosotros. "

Estas observaciones con ALMA, que muestran detalles tan pequeños como un cabello humano a un kilómetro de distancia, permiten a los astrónomos determinar la distribución del agua en diferentes regiones del disco.

Se encontró una cantidad significativa de agua en la región donde existe una brecha conocida en el disco HL Tauri, un lugar donde potencialmente podría estar formándose un planeta. Los cuerpos jóvenes parecidos a planetas que orbitan y acumulan material crean espacios radiales en discos ricos en gas y polvo, aumentando su tamaño. Esto sugiere que este vapor de agua podría afectar la composición química de los planetas que se forman en esas regiones.

Sin embargo, observar el agua con un telescopio terrestre es una tarea desafiante ya que el abundante vapor de agua en la atmósfera terrestre degrada las señales astronómicas.

ALMA, operado por el Observatorio Europeo Austral (ESO) en colaboración con sus socios internacionales, está ubicado a una altura de aproximadamente 5000 metros en un ambiente alto y seco específicamente para minimizar esta degradación, proporcionando condiciones excepcionales para la observación. Hasta la fecha, ALMA es la única instalación capaz de mapear la distribución del agua en un disco frío en formación de planetas.

Las partículas de polvo que forman un disco son los puntos de partida de la formación de planetas, colisionan y se agregan en cuerpos cada vez más grandes que orbitan alrededor de la estrella. Los astrónomos creen que donde hace suficiente frío como para que el agua se congele en partículas de polvo, las cosas se adhieren entre sí de manera más eficiente: un lugar perfecto para la formación de planetas.