Un Avance Histórico: El Telescopio Webb de la NASA Identifica Hielo de Agua Congelada en un Sistema Estelar Joven

Tu dosis de información confiable

Por primera vez, los investigadores han confirmado la presencia de hielo de agua en estado cristalino en un disco de escombros polvoriento que orbita una estrella similar a nuestro Sol. Este importante descubrimiento fue realizado utilizando el Telescopio Espacial James Webb de la NASA.

Los astrónomos esperaban desde hace mucho tiempo encontrar agua congelada dispersa en sistemas alrededor de otras estrellas, basándose en detecciones previas de su forma gaseosa (vapor de agua) y su abundancia en nuestro propio sistema solar. Datos del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA en 2008 ya habían insinuado la posibilidad de agua congelada en este sistema en particular.

Ahora, la evidencia es definitiva. El Webb detectó de manera inequívoca no solo hielo de agua, sino hielo de agua cristalina. Este tipo de hielo también se encuentra en lugares dentro de nuestro sistema solar, como los anillos de Saturno y los cuerpos helados en el Cinturón de Kuiper. Todo el hielo de agua congelada que el Webb detectó está asociado con finas partículas de polvo a lo largo del disco, formando lo que se podría describir como pequeños «bolas de nieve sucias». Los resultados de esta investigación fueron publicados recientemente en la revista Nature.

Este hallazgo es el resultado de décadas de espera por datos concluyentes. Christine Chen, coautora del estudio y astrónoma en el Space Telescope Science Institute, señaló que hace 25 años su asesor le dijo que debía haber hielo en los discos de escombros, pero antes del Webb, no existían instrumentos lo suficientemente sensibles para realizar estas observaciones. Destacó que los datos obtenidos se parecen a otras observaciones recientes del Webb de objetos en nuestro propio Cinturón de Kuiper.

El hielo de agua es considerado un ingrediente vital en los discos que rodean a las estrellas jóvenes. Juega un papel crucial en la formación de planetas gigantes y también podría ser entregado por cuerpos pequeños como cometas y asteroides a planetas rocosos completamente formados. Con la detección de hielo de agua por parte del Webb, se abre la puerta para que los investigadores estudien cómo estos procesos se desarrollan en muchos otros sistemas planetarios de maneras novedosas.

La estrella en cuestión, catalogada como HD 181327, es significativamente más joven que nuestro Sol, con una edad estimada de 23 millones de años en comparación con los 4.600 millones de años del Sol. Es ligeramente más masiva y más caliente que el Sol, lo que llevó a la formación de un sistema ligeramente más grande a su alrededor. Las observaciones del Webb confirman una brecha considerable libre de polvo entre la estrella y su disco de escombros. Más afuera, este disco de escombros es similar al Cinturón de Kuiper de nuestro sistema solar, donde se encuentran planetas enanos, cometas y otros fragmentos de hielo y roca. Es probable que hace miles de millones de años, nuestro propio Cinturón de Kuiper fuera similar a este disco de escombros.

Christine Chen describió a HD 181327 como un sistema muy activo, con colisiones regulares y continuas en su disco de escombros. Cuando estos cuerpos helados colisionan, liberan pequeñas partículas de hielo de agua polvoriento que tienen el tamaño perfecto para ser detectadas por el Webb.

El hielo de agua no está distribuido uniformemente en este sistema. La mayor parte se encuentra donde es más frío y está más lejos de la estrella. Chen Xie, autor principal del estudio, señaló que el área exterior del disco de escombros consiste en más del 20% de hielo de agua. Cuanto más se acercaron los investigadores a la estrella, menos hielo de agua encontraron. Hacia la mitad del disco de escombros, el Webb detectó alrededor del 8% de hielo de agua. En el área del disco de escombros más cercana a la estrella, el Webb detectó casi nada. Es probable que la luz ultravioleta de la estrella vaporice las partículas de hielo de agua más cercanas. También es posible que rocas conocidas como planetesimales hayan «encerrado» agua congelada en su interior, lo cual el Webb no puede detectar.

Este equipo y muchos otros investigadores continuarán buscando y estudiando hielo de agua en discos de escombros y sistemas planetarios en formación activa en toda nuestra galaxia, la Vía Láctea. La presencia de hielo de agua ayuda a facilitar la formación de planetas. Además, los materiales helados también podrían ser «entregados» eventualmente a planetas terrestres que podrían formarse en sistemas como este a lo largo de unos cientos de millones de años.

Los investigadores observaron HD 181327 con el instrumento NIRSpec (Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano) del Webb, que es extremadamente sensible a partículas de polvo muy débiles que solo pueden detectarse desde el espacio.

El Telescopio Espacial James Webb es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo. Está resolviendo misterios en nuestro sistema solar, explorando mundos distantes alrededor de otras estrellas y sondando las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la CSA (Agencia Espacial Canadiense).

Imagen de portada: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

Visitas: 9