Astrónomos detectan moléculas de agua girando alrededor de una estrella con la ayuda del observatorio ALMA

(CNN) – Un sistema estelar cercano está ayudando a los astrónomos a desentrañar el misterio de cómo apareció el agua en nuestro sistema solar hace miles de millones de años.

Los científicos observaron una estrella joven, llamada V883 Orionis, ubicada a 1.300 años luz de distancia utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array de telescopios, o ALMA, en el norte de Chile.

La estrella está rodeada por un disco formador de planetas formado por una nube de gas y polvo sobrante del nacimiento de la estrella. Eventualmente, el material en el disco se une para formar cometas, asteroides y planetas durante millones de años.

Un equipo de investigadores utilizó ALMA para medir señales químicas en el disco de formación de planetas y detectaron agua gaseosa o vapor de agua. Su detección permitió a los astrónomos rastrear el viaje del agua desde las nubes de gas que formaron la estrella y eventualmente darán origen a los planetas.

Un diagrama ilustra cómo una nube de gas colapsa para formar una estrella con un disco a su alrededor. Luego, el material crea un disco alrededor de la estrella, donde se formarán los planetas. ESO/L. Calçada

Sus hallazgos, publicados el miércoles en la revista Nature, sugieren que los cometas formados a partir del disco formador de planetas del Sol podrían haber traído agua a la Tierra. Eso significa que el agua de la Tierra en realidad podría ser más antigua que nuestro sol, que tiene 4600 millones de años.

“Ahora podemos rastrear los orígenes del agua en nuestro Sistema Solar antes de la formación del Sol“, dijo en un comunicado el autor principal del estudio, John J. Tobin, astrónomo del Observatorio Nacional de Radioastronomía.

Por lo general, las moléculas de agua están formadas por un átomo de oxígeno combinado con dos átomos de hidrógeno.

El equipo de investigación estudió una variación llamada agua pesada, ¿detectada en el disco de V883 Orionis? Donde uno de los átomos de hidrógeno es reemplazado por un isótopo pesado llamado deuterio. El agua a la que estamos acostumbrados y el agua pesada se forman en diferentes escenarios, y los investigadores pueden usar sus proporciones para rastrear cuándo y dónde se formaron las moléculas de agua.

Los astrónomos creen que los cometas podrían haber sido responsables de llevar agua a la Tierra al principio de su historia al chocar con el planeta porque algunos cometas tienen proporciones similares al agua en la Tierra.

Los cometas son grandes objetos celestes hechos de polvo y hielo que orbitan estrellas.

Durante su estudio de V883 Orionis, los investigadores se dieron cuenta del eslabón perdido entre las estrellas jóvenes nacidas de nubes de gas y polvo que incluyen moléculas de agua, y los cometas también creados a partir de esas mismas nubes que giran alrededor de estrellas recién nacidas.

Los astrónomos utilizaron ALMA para detectar agua (izquierda, naranja), polvo (centro, verde) y monóxido de carbono (azul, derecha) en el disco de formación de planetas. ALMA/J. Tobin/B. Saxton.

“V883 Orionis es el eslabón perdido en este caso”, dijo Tobin en el comunicado. “La composición del agua en el disco es muy similar a la de los cometas en nuestro propio Sistema Solar. Esta es la confirmación de la idea de que el agua en los sistemas planetarios se formó hace miles de millones de años, antes que el Sol, en el espacio interestelar, y ha sido heredada tanto por los cometas como por la Tierra, relativamente sin cambios”.

Detectar moléculas de agua en discos planetarios puede ser una tarea difícil.

“La mayor parte del agua en los discos de formación de planetas está congelada como hielo, por lo que generalmente está oculta a nuestra vista”, dijo en un comunicado la coautora del estudio Margot Leemker, estudiante de doctorado en el Observatorio de Leiden en los Países Bajos.

El agua gaseosa es más fácil de detectar que el hielo porque las moléculas emiten radiación a medida que se mueven.

El disco alrededor de V883 Orionis está inusualmente caliente debido a los estallidos de energía liberados por la estrella, que convirtió el hielo en gas y permitió a los investigadores detectarlo, dijo Tobin.

El equipo detectó al menos 1.200 veces la cantidad de agua en los océanos de la Tierra en el disco de formación de planetas.

Los astrónomos están ansiosos por utilizar el Telescopio Extremadamente Grande , o ELT, y su instrumento de primera generación ELT Imager and Spectrograph, de infrarrojo medio, o METIS, para este tipo de observaciones en el futuro. El ELT se encuentra actualmente en construcción en Chile y se espera que esté listo en 2028.

“Esto nos dará una visión mucho más completa del hielo y el gas en los discos de formación de planetas”, dijo Leemker.