Una detección de fosfina en la atmósfera de un enano marrón 54 años luz de la Tierra profundiza el misterio de la química del fósforo en toda la Vía Láctea.
Un objeto antiguo de más de 10 mil millones de años, Wolf 1130c tiene fosfina en una gran cantidad de aproximadamente 100 partes por mil millones, un equipo dirigido por el astrofísico Adam Burgasser, de la Universidad de California, ha descubierto San Diego.
Es la primera y hasta ahora solo la detección clara de fosfina (PH3) en un enano marrón. La abundancia es consistente con lo que predicen los modelos, pero esto presenta un problema: la ausencia de PH3 en otros enanos marrones.
Esto significa que podría haber algo que falta en nuestra comprensión de la química del fósforo, lanzando el estado de PH3 como una posible biosignatura en desorden. El hallazgo refuerza que el papel de PH3 como un signo potencial de vida debe tratarse con cautela, ya que puede surgir en múltiples entornos no biológicos.
RELACIONADO: Esa fosfina escandalosa en Venus realmente podría provenir de los volcanes, dice un nuevo estudio
“Irónicamente, Wolf 1130C no es el problema: ¡son todos los otros enanos marrones y exoplanetas gigantes! Ph3 es la forma molecular esperada de fósforo en la baja temperatura, atmosferzas ricas en hidrógeno de planetas gigantes y enanos marrones basados en nuestra comprensión actual de la química dinámica en estos atmósferos”, dijo el terremoto a Sciencealert.
“Pero a pesar de muchos esfuerzos utilizando telescopios terrestres y JWST, esta es la primera vez que detectamos esta molécula en un enano marrón o un planeta gigante fuera del sistema solar en su abundancia predicha.
PH3 tuvo un momento un poco en 2020, cuando los científicos anunciaron que lo habían detectado en la atmósfera de Venus. Aquí en la Tierra, PH3 se produce principalmente por microbios.
Por esta razón, los astrobiólogos consideran que PH3 es una biosignatura potencial, una señal que puede indicar la presencia de la vida. Sin embargo, hay otros contextos extraterrestres no biológicos en los que aparece PH3. Se encuentra en cantidades significativas en las atmósferas de Júpiter y Saturno, por ejemplo. Se forma en sus vientres calientes y de alta presión y se lleva en alto a través de la convección.
Es de estos dos gigantes de gas que los científicos han construido modelos de química atmosférica para otros gigantes de gas y enanos marrones. Estos modelos funcionan en su mayoría bien para moléculas como amoníaco, dióxido de carbono y metano.
“Pero parece haber una extraña inconsistencia con la química del fósforo, ya que nuestro modelo funciona para Júpiter, Saturno y ahora Wolf 1130c, pero no otros enanos y exoplanetas marrones estudiados hasta la fecha”, explicó Burgasser. “¡Definitivamente es un rompecabezas!”
Las estrellas enanas marrones unen la brecha entre los planetas gigantes de gas y las pequeñas estrellas. Como tal, son laboratorios importantes para estudiar ambos.
Los investigadores convirtieron a JWST a Wolf 1130c, tomando observaciones espectrales en luz infrarroja para buscar las sombras reveladoras introducidas por PH3, ya que absorbe la luz en longitudes de onda específicas. No tardó mucho en encontrar.
“Fue una sorpresa cuán obvia era la característica cuando adquirimos los datos por primera vez”, dijo Burgasser. “Hasta la fecha, los estudios han tenido que realizar análisis desafiantes para buscar rastros desnudos de esta molécula, pero para Wolf 1130c, fue visualmente aparente incluso en nuestros datos de resolución más baja”.
La abundancia de PH3 en la atmósfera de Wolf 1130c es similar a las abundancias observadas en Júpiter y Saturno, alineándose perfectamente con los modelos atmosféricos. Es la primera vez que los astrónomos analizan la atmósfera de un enano marrón y encontraron la cantidad de PH3 que esperan ver allí, planteando grandes preguntas.
“Tenemos algunas pistas posibles de por qué Wolf 1130c se destaca a este respecto. Tiene una menor abundancia de todos los elementos más allá de hidrógeno y helio, y puede ser que el cambio en las abundancias elementales modifique los modos habituales de la química del fósforo”, explicó Burgasser.
“Además, Wolf 1130c es parte de un sistema triple que incluye un enano blanco masivo, que en sí mismo puede ser una fuente de fósforo, elevando la abundancia de este elemento entre sus compañeros”.
Llegar al fondo de este misterio implicará más estudios. Los investigadores están tratando de crear un modelo atmosférico que pueda explicar por qué solo uno, de todos los enanos marrones muestreados hasta la fecha, tiene la abundancia esperada de PH3. Los científicos también necesitan reducir las condiciones en las que PH3 puede existir.
También hay, señaló Burgasser, la cuestión de descubrir dónde se encuentra la rareza: ¿Wolf 1130c es el raro, o son todos los otros enanos marrones que existen?
“Al abordar este misterio desde múltiples perspectivas, tendremos una mejor comprensión de cómo surgió este importante elemento en nuestra galaxia y si puede usarse efectivamente para buscar la vida en otros mundos”, dijo.
Hasta que este rompecabezas se resuelva, los investigadores advierten que los científicos deben alejarse de usar esta extraña molécula como un signo de vida en mundos alienígenas.
La investigación ha sido publicada en Science.