Durante décadas se pensó que el agua prevalecía en los tramos exteriores del sistema solar al principio de su historia, con cometas y asteroides entregando humedad a la tierra y los planetas internos durante el Bombardeo pesado tardío período Hace unos 4 mil millones de años.
Una abundancia de hielo en lugares como el cinturón de kuiper, el anillo de ‘iceroides’ en el sistema solar externo, respalda la idea. Sin embargo, la hipótesis no pudo probarse hasta que se hizo posible estudiar sistemas extrasolares en las primeras etapas de la formación.
Gracias al JWSTlos científicos finalmente tienen evidencia contundente de que esta teoría es correcta. Según un estudio reciente dirigido por investigadores de Universidad de Johns Hopkins (JHU), el telescopio espacial detectó hielo de agua en el disco de escombros que orbita HD 181327, una estrella de Sun 155 años luz de la Tierra.
Solo 23 millones de años, este sistema es bastante joven en comparación con el sistema solar (¡4,6 mil millones de años y contando!). Como resultado, la estrella está rodeada por un disco protoplanetario Eso aún no se ha fusionado para formar un sistema de planetas. Estudiar estrellas este joven permite a los astrónomos observar un sistema aún en el primeras etapas de formación.
Como Chen Xie, científico asistente de investigación de JHU y el autor principal del estudio, dijo en una reciente NASA presione soltar:
“Webb detectó inequívocamente no solo hielo de agua, sino también hielo de agua cristalina, que también se encuentra en lugares como SaturnoLos anillos y los cuerpos helados en el cinturón de kuiper de nuestro sistema solar. La presencia de hielo de agua ayuda a facilitar la formación del planeta. Los materiales helados también pueden “entregar” a planetas terrestres que pueden formarse más de un par de cientos de millones de años en sistemas como este “.
Los investigadores observaron HD 181327 utilizando JWST espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSPEC), que reveló las trazas químicas reveladoras del agua en los tramos exteriores del disco de escombros del sistema.
Como se predijo, la mayor parte del hielo de agua del sistema se encontró en el anillo de escombros exteriores, lo que representa más del 20 por ciento de su masa. Al igual que el cinturón de kuiper, el agua está en forma de ‘bolas de nieve sucias‘ – Hielo combinado con partículas de polvo fino.
Cuanto más cerca de la estrella se veían los investigadores, menos agua encontraron. Solo el 8 por ciento del material a mitad de camino desde el borde del disco consiste en hielo, donde prácticamente no se detectó ninguno hacia el centro del sistema. Esto probablemente se deba a la vaporización de la radiación ultravioleta de la estrella, aunque también es posible que una cantidad considerable de agua esté encerrada en rocas y planetesimales.
Dado que el hielo del agua influye en gran medida en la formación de planetas alrededor de estrellas jóvenes, los resultados presentan nuevas oportunidades para que los investigadores estudien los procesos que rigen el desarrollo del sistema solar. También confirman lo que la NASA Telescopio espacial Spitzer Insinuó cuando observó este sistema en 2008.
“Cuando era un estudiante graduado hace 25 años, mi asesor me dijo que debería haber hielo en los discos de escombros, pero antes de Webb, no teníamos instrumentos lo suficientemente sensibles como para hacer estas observaciones”. dice Christine Chen, astrónomo asociado en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STSCI) y coautora del estudio.
“Lo más sorprendente es que estos datos se parecen a las otras observaciones recientes del telescopio de los objetos de la cinta de kuiper en nuestro propio sistema solar”.
Las observaciones de Webb también revelanEd una brecha amplia y libre de polvo entre la estrella y su disco de escombros. Más lejos de la estrella, el disco de escombros se parece al cinturón Kuiper, que está poblado por innumerables bolas de nieve sucias y planetas menores. Además, las colisiones aún tienen lugar en el cinturón de Kuiper, que el equipo notó sobre HD 181327 también.
“HD 181327 es un sistema muy activo”. dice Chen. “Hay colisiones regulares y continuas en su disco de escombros. Cuando esos cuerpos helados chocan, liberan pequeñas partículas de hielo de agua polvorienta que tienen un tamaño perfectamente para que Webb detecte”.
Con estas observaciones en su haber, los astrónomos continuarán buscando discos de hielo de agua y escombros para observar de cerca el uso de JWST y otros telescopios de próxima generación, algunos de los cuales se lanzarán pronto.
Estudiar estos sistemas planetarios de formación activa informará modelos de formación planetaria y arrojará nueva luz sobre cómo surgió nuestro sistema solar.
Los resultados del equipo fueron publicado en el diario Naturaleza.