El telescopio espacial James Webb ha medido, por primera vez, la mezcla rica en carbono que forma un disco de gas y polvo formador de luna alrededor de un cuerpo planetario recién formado. Se espera que los hallazgos del instrumento nos ayuden a comprender cómo surgieron las lunas en nuestro sistema solar, particularmente los de los planetas gigantes.
Con el espectrógrafo de resolución media en su instrumento de infrarrojo medio (MIRI), el telescopio espacial James Webb (JWST) se dirigió a un disco que rodea el mundo CT Cha B, que tiene una masa 17 veces la masa de Júpiter y es un planeta de alta masa o un enano marrón de baja masa (la línea divisoria entre los dos sigue siendo un poco borroso).
De todos modos, CT Cha B orbita a una estrella joven, a solo dos millones de años, que están a 625 años luz de nosotros en la constelación de Chamaeleon. Se sospecha que el disco que rodea CT Cha B está formando lunas, aunque aún no se han detectado ninguna, y el JWST medió una variedad de moléculas que contienen carbono presentes en el disco. Estos incluyen acetileno, benceno, dióxido de carbono, diacetileno, etano, cianuro de hidrógeno y propyne: todo lo que necesita una luna en crecimiento. Otras moléculas están indudablemente presentes, pero permanecen sin ser detectadas por ahora.
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Esta es la primera vez que se mide la composición de un disco de formación de luna, aunque previamente ha habido indicios de interesante química de carbono en el disco.
“Vimos moléculas en la ubicación del planeta [in archive data]y entonces sabíamos que valía la pena cavar y pasar un año tratando de burlarse de los datos, “Sierra Grant de la Institución Carnegie para la Ciencia en Washington, dijo en un comunicado:” Realmente tomó mucha paciencia “.
Grant dirigió las observaciones junto con Gabriele Cugno de la Universidad de Zürich.
“Estamos viendo qué material está acumulando para construir el planeta y las lunas”, dijo Cugno.
Cugno alude al hecho de que CT Cha B también se coloca dentro de un disco de formación de planetas circunstelar, aunque a una gran distancia de su estrella de 440 unidades astronómicas (41 mil millones de millas/65 mil millones de kilómetros). A modo de comparación, nuestro planeta más externo, Neptuno, se encuentra a una distancia de aproximadamente 2.800 millones de millas (4.500 millones de kilómetros), aunque los modelos de migración planetaria sugieren que podría ser posible que CT Cha B se mueva hacia su estrella durante los próximos millones de años más o menos.
Sin embargo, la gran distancia de CT Cha B desde su estrella, que lo mantiene fuera del resplandor de la estrella, habilitó su descubrimiento a través de imágenes directas por el telescopio muy grande (VLT) en Chile todo el camino en 2006. El disco formador de planetas fue confirmado por el instrumento Sphere Instument On the VLT, y en los últimos años, el disco de formación de planetas es rico. Parece que la química del carbono en el disco de formación de luna alrededor de CT Cha B se desarrolló de forma independiente en los últimos dos millones de años: ¿es típica tal evolución química al construir lunas?
“Estamos tratando de entender cómo funciona todo”, dijo Cugno. “¿Cómo llegan a ser estas lunas? ¿Cuáles son sus ingredientes? ¿Qué procesos físicos están en juego y sobre qué escalas de tiempo? Webb nos permite presenciar el drama de la formación de la luna e investigar estas preguntas observacionalmente por primera vez”.
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Esta puede ser la primera vez que se estudie un disco de formación de luna de esta manera, pero no será la última. Aunque aún no ha habido un descubrimiento confirmado de una exomoon alrededor de cualquier exoplaneta, hay un puñado de candidatos curiosos y es probable que las lunas superen los planetas en el universo, suponiendo que Júpiter y Saturno, con 95 y 274 lunas confirmadas, respectivamente, sean típicas.
“Queremos aprender más sobre cómo nuestro sistema solar formó lunas”, dijo Cugno. “Esto significa que debemos analizar otros sistemas que aún están en construcción”.
CT Cha B ofrece exactamente esa oportunidad. Los próximos pasos serán no solo mirar en una profundidad aún mayor en CT Cha B, sino realizar encuestas de todos los discos potenciales formadores de la Luna, buscando similitudes y diferencias entre ellos que pueden dilucidar en los modelos de cómo creemos que se formaron las propias lunas del sistema solar.
Los hallazgos se informaron el 29 de septiembre en las cartas de la revista astrofísica.