Primera imagen detallada del hielo en un disco de formación de planetas

Observaciones con el telescopio espacial James Webb han permitido realizar el primer inventario bidimensional de hielo en un disco de polvo y gas en formación de planetas que rodea a una estrella joven.

El hielo es importante para la formación de planetas y cometas. Gracias al hielo, las partículas sólidas de polvo se agrupan en trozos más grandes, a partir de los cuales se forman planetas y cometas. Además, los impactos de los cometas que contienen hielo probablemente contribuyeron significativamente a la cantidad de agua en nuestra Tierra, formando sus mares. Este hielo también contiene átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno que son importantes en la formación de los componentes moleculares de la vida.

Sin embargo, nunca antes se había cartografiado en detalle el hielo de los discos de formación de planetas. Esto se debe a que los telescopios terrestres se ven obstaculizados por nuestra atmósfera que contiene agua y a que otros telescopios espaciales no eran lo suficientemente grandes para detectar y resolver objetivos tan débiles. El telescopio espacial James Webb resuelve estos problemas.

Los investigadores, liderados por Ardjan Sturm de la Universidad de Leiden, estudiaron la luz de la joven estrella HH 48 NE a medida que pasa a través de su disco de formación de planetas hacia el telescopio espacial. La estrella y el disco se encuentran a unos 600 años luz de la Tierra, en la constelación austral del Camaleón. El disco parece una hamburguesa, con una franja central oscura y dos bollos brillantes porque lo miramos de lado, de canto. En su camino hacia el telescopio, la luz de las estrellas choca con muchas moléculas del disco. Esto crea espectros de absorción con picos específicos de cada molécula. La desventaja es que llega poca luz al telescopio, especialmente desde la parte más densa del disco en la zona oscura. Pero como el telescopio espacial James Webb es más sensible que cualquier otro telescopio, los bajos niveles de luz no suponen un problema.

Los investigadores observaron distintos picos de hielo de agua (H2O), hielo de dióxido de carbono (CO2) y hielo de monóxido de carbono (CO) en los espectros de absorción. Además, encontraron evidencia de hielo de amoníaco (NH3), cianato (OCN-), sulfuro de carbonilo (OCS) y dióxido de carbono pesado (13CO2). La proporción entre dióxido de carbono normal y dióxido de carbono pesado permitió a los investigadores calcular por primera vez cuánto dióxido de carbono hay en el disco. Uno de los resultados interesantes fue que el hielo de CO que los investigadores detectan puede mezclarse con CO2 y hielo de agua, menos volátiles, lo que le permite permanecer congelado más cerca de la estrella de lo que se pensaba anteriormente.

"El mapeo directo del hielo en un disco de formación de planetas proporciona información importante para estudios de modelización que ayudan a comprender mejor la formación de nuestra Tierra, otros planetas de nuestro Sistema Solar y alrededor de otras estrellas. Con esas observaciones, ahora podemos empezar a hacer afirmaciones más firmes sobre la física y la química de la formación de estrellas y planetas", declaró Ardjan Sturm en un comunicado.

La investigación se publica en Astronomy & Astrophysics.

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