El fósforo, un elemento esencial para la vida en la Tierra, forma un gas venenoso y explosivo conocido como fosfina cuando se combina con hidrógeno. Aunque este compuesto se encuentra comúnmente en las atmósferas de gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno, su presencia en otros planetas ha permanecido en gran medida inexplorada. Una investigación reciente dirigida por un equipo de la Universidad de California en San Diego ha logrado un gran avance al detectar fosfina en la atmósfera de Wolf 1130C, una antigua y fría enana marrón, utilizando las capacidades avanzadas del Telescopio Espacial James Webb (JWST).
El estudio, publicado en CienciaMarca un punto crucial en nuestra comprensión de la química atmosférica en los cuerpos celestes. Históricamente, los científicos esperaban que existiera fosfina en las atmósferas ricas en hidrógeno de enanas marrones y exoplanetas basándose en modelos teóricos. Sin embargo, observaciones anteriores con JWST no habían revelado esta conexión, lo que indica una brecha en el conocimiento científico actual sobre la química del fósforo en estos entornos.
El equipo de investigación, dirigido por el profesor Adam Burgasser, ha investigado la dinámica atmosférica de las antiguas enanas marrones para refinar las teorías sobre su composición química. Esos estudios encontraron que, si bien se esperaba que la fosfina fuera abundante, los datos anteriores contradecían consistentemente esa suposición, hasta la observación de Wolf 1130C. Esta antigua enana marrón, que forma parte de un complejo sistema de tres estrellas ubicado a 54 años luz de distancia en la constelación de Cygnus, tiene una notable falta de «metales» en comparación con nuestro Sol, lo que la convierte en un tema intrigante para la investigación cosmológica.
El JWST reveló una pronunciada señal infrarroja de fosfina en la atmósfera de Wolf 1130C, lo que llevó al equipo a recurrir a la profesora asistente Eileen Gonzales, especialista en modelado atmosférico. Utilizando un método conocido como recuperación atmosférica, Gonzales pudo determinar la concentración de fosfina y concluyó que su abundancia era de aproximadamente 100 partes por mil millones.
El descubrimiento plantea una pregunta fascinante: ¿por qué Wolf 1130C alberga fosfina, mientras que otras enanas marrones no? Una posible explicación tiene que ver con el entorno químico único de esta enana marrón. En su atmósfera pobre en metales, es posible que el fósforo no se convierta completamente en otros compuestos, dejándolo disponible para unirse con hidrógeno y formar fosfina. El equipo planea realizar más observaciones JWST de otras enanas marrones pobres en metales para investigar si exhiben patrones de fosfina similares.
Una hipótesis alternativa sugiere que la enana blanca del sistema Wolf 1130ABC podría contribuir a la presencia de fósforo. Los densos restos de estrellas pueden provocar reacciones explosivas a medida que acumulan material en sus superficies, lo que podría provocar una producción localizada de fósforo. Aunque no se han detectado eventos explosivos recientes en el sistema, las novas anteriores, que normalmente ocurren cada pocos miles de años, pueden haber saturado el área con fósforo.
Las implicaciones de este descubrimiento se extienden más allá de la mera química; Comprender la presencia de fosfina en Wolf 1130C podría iluminar procesos más amplios responsables de la formación de fósforo en la Vía Láctea y su comportamiento posterior en las atmósferas planetarias. Como señaló Burgasser, desentrañar la complejidad de la química de la fosfina en entornos donde la vida es poco probable es crucial para utilizar esta molécula como firma biológica en la búsqueda de vida extraterrestre más allá de nuestro sistema solar.
Esta investigación fue posible gracias al apoyo de la NASA y la Fundación Heising-Simons, y destacó un esfuerzo colaborativo para profundizar nuestra comprensión de la química cósmica y sus implicaciones para la búsqueda de vida en todo el universo.
