Webb encuentra agua en un asteroide del cinturón
El telescopio espacial James Webb de la NASA ha
permitido otro avance científico largamente esperado, esta vez para los
científicos especializados en el sistema solar que estudian los orígenes de la
abundancia de agua en la Tierra. Utilizando el instrumento espectrógrafo del
infrarrojo cercano (NIRSpec, por sus siglas en inglés) de Webb, un equipo de
astrónomos ha confirmado por primera vez la existencia de gas —específicamente,
vapor de agua— alrededor de un cometa en el cinturón principal de asteroides,
lo que indica que el hielo de agua del sistema solar primordial puede estar
preservado en esa región. Sin embargo, con la exitosa detección de agua llega
un nuevo rompecabezas: a diferencia de otros cometas, el cometa 238P/Read no
tenía dióxido de carbono detectable.
“Nuestro mundo saturado de agua, repleto de vida y,
hasta donde sabemos, único en el universo, es algo misterioso: no estamos
seguros de dónde provino toda esta agua”, dijo Stefanie Milam, científica
adjunta del proyecto del telescopio Webb para ciencia planetaria y coautora del
estudio que reseña el hallazgo. “Entender la historia de la distribución del
agua en el sistema solar nos ayudará a comprender otros sistemas planetarios y
si podrían estar en camino de albergar un planeta similar a la Tierra”, agregó.
El cometa Read es un cometa del cinturón principal,
un objeto que reside en el cinturón principal de asteroides pero que
periódicamente muestra un halo, o coma, y una cola como un cometa. Los cometas
del cinturón principal en sí mismos son una clasificación bastante nueva, y el
cometa Read fue uno de los tres cometas originales utilizados para establecer
esta categoría. Antes de eso, se tenía entendido que los cometas residían en el
cinturón de Kuiper y la nube de Oort, más allá de la órbita de Neptuno, donde
sus hielos podrían estar preservados a mayor distancia del Sol. El material
congelado que se vaporiza a medida que los cometas se acercan al Sol es lo que
le da a estos objetos su coma y su cola flotante características,
diferenciándolos de los asteroides. Los científicos han especulado durante
mucho tiempo que el hielo de agua podría conservarse en el cinturón de
asteroides más cálido, dentro de la órbita de Júpiter, pero obtener la prueba
definitiva era difícil, hasta la llegada del telescopio Webb.
Ilustración: primer plano del cuerpo rocoso de un
cometa con una superficie detallada y llena de cráteres. De la superficie
rocosa emanan rayos resplandecientes como la luz del sol a través de las nubes,
representando el hielo de agua que se vaporiza con el calor del Sol.
Esta ilustración del cometa 238P/Read muestra la
sublimación del cometa en el cinturón principal: su hielo de agua se vaporiza a
medida que su órbita se acerca al Sol. Esto es significativo, ya que la
sublimación es lo que distingue a los cometas de los asteroides y crea sus
características cola y halo nebuloso, o coma. La detección de vapor de agua en
el cometa Read realizada por el telescopio espacial James Webb es un punto de
referencia importante en el estudio de los cometas del cinturón principal y en
la investigación más amplia del origen de la abundante agua de la Tierra.
“En el pasado, hemos visto objetos del cinturón
principal que poseen todas las características de los cometas, pero solamente
con estos datos espectrales precisos de Webb podemos decir que sí,
definitivamente es hielo de agua lo que crea ese efecto”, explicó el astrónomo
Michael Kelley, de la Universidad de Maryland, autor principal del estudio.
“Con las observaciones del cometa Read obtenidas con
el telescopio Webb, ahora podemos demostrar que el hielo de agua del sistema
solar primitivo puede estar preservado en el cinturón de asteroides”, dijo
Kelley.
La ausencia de dióxido de carbono fue una sorpresa
mayor. Por lo general, el dióxido de carbono constituye alrededor del 10 por
ciento del material volátil de un cometa que puede vaporizarse fácilmente con
el calor del Sol. El equipo científico ofrece dos explicaciones posibles para la falta de dióxido de carbono.
Una posibilidad es que el cometa Read tenía dióxido de carbono cuando se formó,
pero lo ha perdido debido a las temperaturas cálidas.
“Estar en el cinturón de asteroides durante mucho
tiempo podría ocasionar esto: el dióxido de carbono se vaporiza más fácilmente
que el hielo de agua y se habría filtrado durante miles de millones de años”,
dijo Kelley. Otra opción, dijo, es que el cometa Read se habría formado en una
bolsa particularmente cálida del sistema solar, donde no había dióxido de
carbono disponible.
En el centro de una imagen negra, un pequeño punto
brillante y brumoso resplandece con luz blanca y está rodeado de azul que se
desvanece hacia la parte inferior derecha.
Esta imagen del cometa 238P/Read fue captada con el
instrumento cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) a bordo del telescopio
espacial James Webb de la NASA el 8 de septiembre de 2022. Muestra el halo
brumoso, llamado coma, y la cola, que son característicos de los cometas, a diferencia
de los asteroides. La coma y la cola de polvo son el resultado de la
vaporización de los hielos a medida que el Sol calienta el cuerpo principal del
cometa.
Créditos: NASA, ESA, CSA, M. Kelley (Universidad de
Maryland). Procesamiento de imágenes: H. Hsieh (Instituto de Ciencias
Planetarias), A. Pagan (STScI)
El siguiente paso es llevar la investigación más
allá del cometa Read para ver cómo se compara con otros cometas del cinturón
principal, dice la astrónoma Heidi Hammel, de la Asociación de Universidades
para la Investigación en Astronomía (AURA, por sus siglas en inglés), jefa del
programa de Observaciones con Tiempo Garantizado de Webb para objetos del
sistema solar y coautora del estudio. “Estos objetos del cinturón de asteroides
son pequeños y tenues, y con Webb finalmente podemos ver lo que está ocurriendo
con ellos y sacar algunas conclusiones. ¿También carecen de dióxido de carbono
otros cometas del cinturón principal? De cualquier manera, será emocionante
descubrirlo”, dijo Hammel.
La coautora Milam imagina las posibilidades de traer
la investigación aún más cerca de nuestro planeta. “Ahora que Webb ha
confirmado que hay agua preservada a tan poca distancia como el cinturón de
asteroides, sería fascinante hacer un seguimiento de este descubrimiento con
una misión de recolección de muestras y saber qué más pueden decirnos los
cometas del cinturón principal”.
El estudio fue publicado en la revista Nature.
El telescopio espacial James Webb es el principal
observatorio de ciencias espaciales del mundo. Webb resolverá los misterios de
nuestro sistema solar, verá más allá de mundos distantes alrededor de otras
estrellas y explorará las misteriosas estructuras y los orígenes de nuestro
universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por
la NASA con sus socios: la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial
Canadiense (CSA).
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