Un estudio reciente de la Universidad de Estocolmo ha tomado medidas significativas en nuestra comprensión de la formación del planeta, que revela un disco de formación de planetas con una composición química inusual. Utilizando el telescopio espacial James Webb (JWST), los investigadores han descubierto una abundancia inesperadamente alta de dióxido de carbono (CO2) en una región del disco donde los planetas similares a la tierra podrían formarse en última instancia. Este hallazgo plantea preguntas sobre las nociones establecidas con respecto a la química de los sistemas planetarios en ciernes.
La investigación, dirigida por Ph.D. La estudiante Jenny Frediani, indica que el agua, un componente crítico que generalmente se encuentra en discos comparables, es casi no detectable en este entorno específico. «En contraste con los discos formadores de planetas más cercanos, donde el vapor de agua domina las áreas internas, este disco es sorprendentemente rico en dióxido de carbono», explica Frediani. Los resultados publicados en astronomía y astrofísica, modelos basados en días de los que predicen una presencia sustancial de vapor de agua en las cálidas zonas de interior de estos discos.
Tradicionalmente, el proceso de formación incluye guijarros que contienen hielo de agua que se traen de las áreas exteriores más frías de un disco a las regiones internas más cálidas, donde subliman en vapor de agua como resultado de las temperaturas crecientes. Sin embargo, los datos de JWST presentan una firma de CO2 sólida que desafía estas expectativas convencionales. Frediani señala que los niveles elevados de dióxido de carbono presentes en la zona de formación del planeta no pueden conciliarse fácilmente con las teorías estándar de disco.
Arjan Bik, investigador de la Universidad de Estocolmo, enfatiza que tal abundancia de CO2 evoca posibilidades intrigantes. Sugiere que la intensa radiación ultravioleta, posiblemente de la anfitriona o las estrellas sólidas adyacentes, reforma la química dentro del disco.
Además, el estudio descubrió variantes isotópicas raras de CO2 en el disco. Se detectaron isotopólogos enriquecidos en el carbono-13, así como los isótopos de oxígeno 17O y 18O, y ofrecen ideas potenciales sobre las huellas digitales isotópicas identificadas en meteoritos y cometas de los primeros días de nuestro sistema solar. Este disco rico en CO2 se encuentra en el área masiva de formación de estrellas que se conoce como NGC 6357, de aproximadamente 1.7 kiloparsecs (aproximadamente 53 billones de kilómetros) de la tierra.
Maria-Claudia Ramírez-Tannus del Instituto Max Planck de Astronomía, que lidera la colaboración de los entornos ultravioleta extremos (XUE) detrás de este estudio, enfatiza las implicaciones de sus hallazgos. «Revela cómo pueden cambiar los entornos de radiación extremos en las regiones masivas formadoras de estrellas, los bloques de construcción», señala. Comprender esta dinámica es de vital importancia, especialmente porque la mayoría de las estrellas y probablemente la mayoría de los planetas se desarrollan en entornos intensos comparables, lo que influye en la diversidad de las atmósferas planetarias y su potencial de habitabilidad.
El instrumento de infrarrojo medio (MIRI) del JWST ha permitido a los astrónomos examinar discos distantes dependientes del polvo en detalles incomparables sobre longitudes de onda infrarroja. El progreso de Miri es crucial para desentrañar las circunstancias físicas y químicas que organizan el proceso de formación del planeta.
Los investigadores ahora comparan estos entornos dinámicos con regiones más tranquilas y aisladas en su búsqueda para descubrir los factores que contribuyen al carácter único de los sistemas planetarios emergentes. Los resultados de este estudio no solo reforman nuestra comprensión de la formación del planeta, sino que también enfatizan la complicada interacción de la química y los factores ambientales en el cosmos.
