Utilizando el telescopio espacial James Webb (JWST), los astrónomos han descubierto un extraño disco de gas y polvo alrededor de una estrella infantil que podría desafiar los modelos actuales de la formación del planeta.
El disco protoplanetario tiene una composición química extraña. Cuenta con una concentración sorprendentemente alta de dióxido de carbono en la región en la que planetas rocosos Al igual que se espera que se formen la Tierra y también es inesperadamente bajo en el contenido de agua.
El disco protoplanetario investigado por Jwst rodea el estrella infantil Xue 10, que se encuentra alrededor de 5.550 años luz de Tierra en la vasta región formadora de estrellas conocida como NGC 6357. El nuevo descubrimiento fue realizado por la colaboración de entornos ultravioleta extremos (XUE), un equipo de investigación que se centra en cómo los intensos campos de radiación afectan la química de los discos protoplanetarios.
“A diferencia de la mayoría de los discos de formación de planetas cercanos, donde el vapor de agua domina las regiones internas, este disco es sorprendentemente rico en dióxido de carbono”, Jenny Frediani, miembro del equipo de colaboración de Xue, de la Universidad de Estocolmo en Suecia, dijo en un comunicado.
“De hecho, el agua es tan escasa en este sistema que apenas es detectable, un contraste dramático con lo que normalmente observamos”, agregó Frediani. “Esto desafía los modelos actuales de química y evolución del disco, ya que los altos niveles de dióxido de carbono en relación con el agua no pueden explicarse fácilmente por los procesos de evolución del disco estándar”.
Química extraña
Las estrellas se forman cuando los parches de denso se agrupan en vastas nubes de gas y polvo, y finalmente recogen suficiente masa para sufrir un colapso gravitacional. Lo que queda del material que dio a luz este aún creciente protostar gira a su alrededor, aplanando y finalmente formando un disco protoplanetario en el que los planetas pueden nacer.
Los científicos actualmente teorizan que la formación del planeta ocurre cuando “guijaron” ricos en hielo de agua a la deriva de las regiones externas más frías de un disco protoplanetario a sus regiones internas más cálidas. Estas temperaturas más altas hacen que el hielo sólido se transforme directamente en gas, un proceso conocido como sublimación.
Esto generalmente también resulta en telescopios como JWST que detecta señales fuertes del vapor de agua en discos protoplanetarios. Sin embargo, el disco alrededor de Xue 10 mostró fuertes señales de dióxido de carbono.
“Una abundancia tan alta de dióxido de carbono en la zona de formación de planetas es inesperada”, dijo el miembro de la colaboración de Xue e investigador de la Universidad de Estocolmo, Arjan Bik. “Señala la posibilidad de que intensa radiación ultravioleta – ya sea de la estrella anfitriona o las estrellas masivas vecinas, está remodelando la química del disco “.
Esta no fue la única sorpresa que JWST entregó al equipo con respecto a Xue 10 y su disco protoplanetario. Los datos del disco revelaron moléculas de dióxido de carbono, enriquecidos con el isótopos de carbono carbono-13 y los isótopos de oxígeno oxígeno-17 y oxígeno-18.
La presencia de estos isótopos podría ayudar a explicar por qué ciertos isótopos inusuales se dejan en fragmentos del sistema solar temprano en la formación de meteoritos y cometas.
La investigación demuestra la impresionante capacidad de JWST para detectar huellas digitales químicas en discos protoplanetarios distantes durante las épocas cruciales de la formación del planeta.
“Revela cómo los entornos de radiación extremos, comunes en las regiones masivas formadoras de estrellas, pueden alterar el bloques de construcción de planetas,“Dicha líder del equipo Maria-Claudia Ramirez-Tannus del Instituto Max Planck para la Astronomía en Alemania.” Dado que la mayoría de las estrellas y probablemente se forman la mayoría de los planetas en tales regiones, comprender estos efectos es esencial para comprender la diversidad de las atmósferas planetarias y su potencial de habitabilidad “.
La investigación del equipo se publicó el viernes (29 de agosto) en la revista Astronomía y astrofísica.