O telescopio James Webb identifica auga conxelada nun novo sistema estelar

Ilustración da estrela HD 181327 e o seu de entullos / UNIOVI

A Terra débelle a súa auga a un dos peores cataclismos coñecidos. Hai uns 4.000 millóns de anos, Xúpiter, Saturno, Urano e Neptuno cambiaron de órbita e empuxaron unha terrible choiva de asteroides, cometas e outros corpos ao interior do sistema solar, onde impactaron contra a Lúa, a Terra e o resto de planetas rochosos. Esas bombas astronómicas das que aínda ven as cicatrices no noso satélite ían cargadas de xeo. Moitos astrónomos pensan que boa parte da auga do noso planeta ten esta orixe extraterrestre, e que chegou no momento crucial para que puidese xurdir a vida por primeira vez.

Agora, un equipo de astrónomos acaba de descubrir por primeira vez xeo de auga cristalina nun sistema estelar novo máis aló do noso Sol. A auga xeada está dentro do chamado disco de entullos (un enorme anel de po e rochas) que orbita ao redor de HD 181327, unha estrela a 155 anos luz que é similar ao noso Sol. O achado é unha proba importante de que o mesmo que sucedeu no noso sistema solar, pode suceder en moitos outros puntos do universo.

“Nesta estrela estamos a ver noso propio pasado”, resume a astrónoma asturiana Noemí Pinilla-Alonso, coautora do estudo. O traballo foi posible grazas ao Telescopio Espacial James Webb da NASA, que permitiu captar a luz emitida polo disco de entullos e identificar as moléculas presentes. O traballo publicouse en Nature, referente da mellor ciencia mundial.

Ata o de agora só confirmouse a presenza de xeo de auga nalgunhas lúas dos planetas xigantes, e tamén en planetas ananos e outros corpos que forman o cinto de Kuiper, situado máis aló da órbita de Neptuno. En 2012, o telescopio espacial Hubble xa intuíu a presenza de xeo en HD 181327, pero non puido confirmalo. A extraordinaria capacidade dos instrumentos infravermellos do James Webb, lanzado en 2021, permitiron confirmar a presenza do composto esencial fose de toda dúbida.

Os astrónomos cren que o anel de entullos que observan nesta estrela pode ser moi parecido ao que existiu en torno ao Sol antes de que os planetas xigantes varresen a súa órbita. O astro ten só 23 millóns de anos (un suspiro comparado cos 4.600 millóns do noso Sol) e o seu disco é unhas tres veces maior que o cinto de Kuiper, é dicir, abarca uns 18.000 millóns de quilómetros.

“O xeo na Terra é cristalino, fórmase nas condicións adecuadas para adoptar forma hexagonal”, explica Pinilla-Alonso. “O xeo amorfo, en cambio, fórmase en procesos rápidos e por iso non lle dá tempo a ordenarse. Este é o tipo de xeo máis común no universo. Curiosamente, no cinto de Kuiper o Webb mostrounos que en todos os obxectos onde hai auga, hai auga cristalina, do mesmo tipo detectado agora en HD 181327, algo que antes non sabiamos e estamos a tentar explicar”, detalla.

O Webb permitiu observar a chamada liña de neve: a fronteira a partir da cal todos os elementos están en forma de xeo. Nas partes máis próximas á estrela, a presenza de auga xeada é case nula debido á calor, mentres que nas partes máis afastadas esta supón ata un 20% da composición total.

Os astrónomos cren que os corpos que orbitan dentro do anel están a chocar uns con outros e xeran corpos máis grandes que algún día poderán ser planetas. Estes impactos tamén diseminan partículas de xeo milimétricas por todo o sistema. Nesta estrela confirmouse tamén a presenza de monóxido de carbono e a posiblemente tamén dióxido de carbono, xunto a minerais fundamentais, explica Pinilla-Alonso; o que asemella aínda máis este sistema co noso.

“Probablemente estamos a ver cousas moi parecidas ás que sucederon na orixe do noso propio sistema solar”, explica Pinilla-Alonso. “Para formar sistemas solares empézase co disco protoplanetario de po e gas, despois con discos de entullos como este e finalmente coa formación de planetas. O Webb detectou a presenza de xeo en todas estas etapas. A observación deste disco e probablemente outros que virán, permítenos entender pontes entre estas diferentes fases por primeira vez”, engade a astrónoma, incorporada recentemente á Universidade de Oviedo dentro do programa Atrae, e que asina o estudo xunto a colegas das universidades de Florida e Arizona, e o Instituto de Telescopios Espaciais, centro de operacións do James Webb.

Imaxe do disco de entullos da estrela HD 181327 tomada polo telescopio Hubble en 2014 / NASA

Guillem Anglada, investigador do Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), que non participou no estudo, resalta o seu valor. “É un achado moi importante, aínda que non do todo inesperado”, argumenta. O astrónomo céntrase no estudo de discos protoplanetarios, e o seu equipo confirmou a presenza de xeo nestes aneis con telescopios espaciais e terrestres. Cando a estrela cumpre o seu primeiro millón de anos, a súa radiación evapora case todo o gas e só queda po a partir do cal se vai formando o disco de entullos. “Este traballo mostra bastante ben que hai un reservorio de xeo nas capas máis externas que se vai esparexendo despois grazas ao choque de corpos de po e rocha, que están a impactar “continuamente”, razoa Anglada.

A liña de neve marca aquí unha fronteira crucial. Os corpos cargados de xeo empuxados polos planetas xigantes poden cruzar a fronteira e acabar chocando en planetas rochosos formando océanos de auga líquida. “Isto é o que sucedeu no noso sistema solar, pero é só unha teoría. Aínda estamos lonxe de saber como sucede e cada caso pode ser diferente”, advirte Anglada.

Na estrela observada aínda non sucedeu un evento catastrófico como o provocado polos xigantes gasosos, pero é probable que poida suceder. Hai estudos preliminares que suxiren a presenza de planetas neste cinto. E se non o houbese, os autores deste novo estudo calculan que poderían formarse nuns 100 millóns de anos máis. Mentres, máis preto de casa, séguense acumulando datos sobre a posible presenza dun noveno planeta do sistema solar que estaría a perturbar o movemento de corpos xeados nas zonas máis remotas do cinto de Kuiper.

FONTE: Nuño Domínguez/elpais.com/ciencia