Webb revela que planetas rocosos pueden formarse en ambientes extremos

Astrónomos han descubierto una variedad de moléculas, que se encuentran entre los componentes fundamentales para los planetas rocosos como el nuestro, cerca de una estrella masiva muy caliente, un ambiente extremo que se creía incompatible con la presencia de estas sustancias.

Interpretación artística del disco protoplanetario XUE 1. Crédito: ESO.

El espacio, siendo un entorno implacable, presenta áreas aún más adversas que otras. En particular, una región de formación estelar conocida como la Nebulosa de la Langosta alberga algunas de las estrellas más masivas de nuestra galaxia. Estas estrellas masivas, caracterizadas por su mayor temperatura, emiten una intensa luz ultravioleta (UV) que baña los discos de formación planetaria alrededor de estrellas cercanas.

A pesar de la expectativa de los astrónomos de que la radiación UV descompondría muchas moléculas químicas, el telescopio espacial James Webb ha desafiado estas predicciones al detectar una diversidad de moléculas en uno de esos discos. Entre ellas se encuentran componentes clave como agua, monóxido de carbono, dióxido de carbono, cianuro de hidrógeno y acetileno. Estas moléculas, esenciales en la formación planetaria, desafían las convenciones al persistir en un entorno tan desafiante como el de la Nebulosa de la Langosta.

«Webb es el único telescopio con la resolución espacial y la sensibilidad para estudiar discos de formación planetaria en regiones de formación estelar de estrellas masivas», dijo la líder del equipo, María Claudia Ramírez-Tannus del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania.

Rango más amplio para planetas rocosos

Como parte del programa Entornos de Rayos Ultravioleta Extremos (XUE) del Webb, los investigadores tienen como objetivo caracterizar las propiedades físicas y la composición química de las regiones de formación de planetas rocosos en los discos de la Nebulosa de la Langosta utilizando el Espectrómetro de Resolución Media en el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI). Este primer resultado se centra en el disco protoplanetario denominado XUE 1, que se encuentra en el cúmulo estelar Pismis 24.

«Solamente el rango de longitud de onda y la resolución espectral de MIRI nos permiten sondear el inventario molecular y las condiciones físicas del gas y el polvo cálido donde se forman los planetas rocosos», dijo el miembro del equipo Arjan Bik de la Universidad de Estocolmo en Suecia.

Crédito: NASA, ESA, CSA, María Claudia Ramírez-Tannus (MPIA), Joseph Olmsted (STScI).

Debido a su ubicación cerca de varias estrellas masivas en NGC 6357, se espera que XUE 1 haya estado constantemente expuesto a grandes cantidades de radiación ultravioleta a lo largo de su vida. Aún así, en este entorno extremo, el equipo aún detectó una variedad de moléculas que son los componentes fundamentales para los planetas terrestres.

«Descubrimos que el disco interno alrededor de XUE 1 es notablemente similar a los encontrados en regiones de formación estelar cercanas», señaló el miembro del equipo Rens Waters de la Universidad de Radboud en los Países Bajos. «Hemos detectado agua y otras moléculas como monóxido de carbono, dióxido de carbono, cianuro de hidrógeno y acetileno. Sin embargo, la emisión encontrada fue más débil de lo que algunos modelos predijeron. Esto podría implicar un radio de disco externo pequeño».

«Nos sorprendimos y emocionamos porque es la primera vez que estas moléculas se han detectado bajo estas condiciones extremas», agregó Lars Cuijpers de la Universidad de Radboud.

El equipo también encontró polvo de silicato pequeño y parcialmente cristalino en la superficie del disco. Se considera que estos son los componentes fundamentales de los planetas rocosos.

Crédito: NASA, ESA, CSA, María Claudia Ramírez-Tannus (MPIA), Joseph Olmsted (STScI).

Estos resultados son alentadores para la formación de planetas rocosos, ya que el equipo científico encuentra que las condiciones en el disco interno se asemejan a las encontradas en discos bien estudiados ubicados en regiones de formación estelar cercanas, donde solo se forman estrellas de baja masa. Esto sugiere que los planetas rocosos pueden formarse en un rango de entornos mucho más amplio de lo que se creía anteriormente.

El equipo señala que las observaciones restantes del programa XUE son cruciales para establecer la regularidad de estas condiciones.

«XUE 1 nos muestra que las condiciones para formar planetas rocosos están presentes, así que el siguiente paso es verificar qué tan común es eso. Observaremos otros discos en la misma región para determinar la frecuencia que se pueden observar estas condiciones», concluyó Ramírez-Tannus.

Los detalles de la detección astronómica han sido publicados en The Astrophysical Journal.

Fuente: Webb. Edición: MP.