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Por primera vez, astrónomos mapean el agua justo donde se espera la formación de planetas

Un emocionante hallazgo podría arrojar luz sobre cómo la Tierra obtuvo su agua.

HL Tauri.

Agua en el disco de HL Tauri. Crédito: Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Facchini et al.

El agua es un ingrediente clave para la vida en la Tierra y también se cree que juega un papel importante en la formación de planetas. Sin embargo, hasta ahora, nunca se había podido mapear cómo se distribuye el agua en un disco estable y frío, el tipo de disco que ofrece las condiciones más favorables para la formación de planetas alrededor de las estrellas.

Ahora, gracias a las capacidades del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en el que participa el Observatorio Europeo Austral (ESO), finalmente los científicos lo han logrado.

«Nunca imaginé que podríamos capturar una imagen de océanos de vapor de agua en la misma región donde es probable que se esté formando un planeta», dijo Stefano Facchini, astrónomo de la Universidad de Milán, Italia, quien dirigió el estudio publicado hoy en Nature Astronomy.

Las observaciones revelan al menos tres veces más agua que en todos los océanos de la Tierra en el disco interior de la joven estrella similar al Sol HL Tauri, ubicada a 450 años luz de la Tierra en la constelación de Tauro.

«Es realmente notable que no solo podamos detectar, sino también capturar imágenes detalladas y resolver espacialmente el vapor de agua a semejante distancia», agregó el coautor Leonardo Testi, astrónomo de la Universidad de Bolonia, Italia.

Las observaciones «espacialmente resueltas» con ALMA permiten a los astrónomos determinar la distribución del agua en diferentes regiones del disco.

«Participar en un hallazgo tan importante en el icónico disco HL Tauri fue más allá de lo que esperaba para mi primera experiencia de investigación en astronomía», comentó Mathieu Vander Donckt de la Universidad de Lieja, Bélgica, quien era estudiante de maestría cuando participó en la investigación.

Vacío para planetas

Se encontró una cantidad significativa de agua en la región donde existe un conocido vacío en el disco HL Tauri. Los huecos en forma de anillo son cavados en discos ricos en gas y polvo por cuerpos jóvenes en órbita, similares a planetas, a medida que acumulan material y crecen.

Imagen obtenida por ALMA del disco protoplanetarios que rodea a HL Tauri. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

«Nuestras imágenes recientes revelan una cantidad sustancial de vapor de agua a una serie de distancias de la estrella que incluyen un vacío donde un planeta podría estar formándose en la actualidad», dijo Facchini. «Esto sugiere que este vapor de agua podría afectar la composición química de los planetas que se forman en esas regiones».

Observar agua con un telescopio terrestre no es una tarea fácil, ya que el abundante vapor de agua en la atmósfera de la Tierra degrada las señales astronómicas. ALMA, operado por ESO junto con sus socios internacionales, es un conjunto de telescopios en el desierto chileno de Atacama a unos 5.000 metros de altitud, construido en un ambiente alto y seco específicamente para minimizar esta degradación, proporcionando condiciones de observación excepcionales.

Hasta la fecha, ALMA es la única instalación capaz de resolver espacialmente el agua en un disco frío de formación planetaria.

«Es realmente emocionante ver directamente, en una imagen, las moléculas de agua liberadas de las partículas de polvo helado», dijo Elizabeth Humphreys, astrónoma del ESO que también participó en el estudio.

Los granos de polvo que componen un disco son las semillas de la formación planetaria, chocando y aglutinándose en cuerpos cada vez más grandes que orbitan la estrella. Los astrónomos creen que donde hace suficiente frío para que el agua se congele en las partículas de polvo, las cosas se pegan con más eficiencia, un lugar ideal para la formación de nuevos mundos.

HL Tauri en la constelación de Tauro. Crédito: Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope.

«Nuestros resultados muestran cómo la presencia de agua puede influir en el desarrollo de un sistema planetario, tal como lo hizo hace unos 4.500 millones de años en nuestro propio sistema solar», concluyó Facchini.

Con las actualizaciones que se están realizando en ALMA y el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) del ESO que entrará en funcionamiento en la próxima década, la formación de planetas y el papel que juega el agua en ella serán más claros que nunca. En particular, METIS, el Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph, brindará a los astrónomos vistas incomparables de las regiones interiores de los discos formadores de planetas, donde se forman planetas como la Tierra.

Fuente: ESO. Edición: MP.