13 de marzo de 2008

Encuentran orgánicos y agua donde nuevos planetas pueden crecer

Imagen: NASA/JPL-Caltech/Naval Research Lab

Investigadores usando el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA han descubierto grandes cantidades de gases orgánicos simples y vapor de agua en una región de posible formación planetaria alrededor de una estrella joven, junto con las pruebas de que estas moléculas fueron creadas allí. También encontraron agua en la misma zona alrededor de otras dos jóvenes estrellas.

Llevando las capacidades del telescopio a un nuevo nivel, los astrónomos ahora tienen una mejor visión de las primeras etapas de la formación planetaria, lo cual puede arrojar luz sobre los orígenes del Sistema Solar y el potencial para que la vida se desarrolle en otros. John Carr del Laboratorio de Investigación Naval, en Washington, y Joan Najita del Observatorio Astronómico Óptico Nacional, en Tucson, Arizona, desarrollaron una nueva técnica, usando el espectrógrafo infrarrojo del Spitzer, para medir y analizar la composición química de los gases dentro de los discos protoplanetarios. Estos discos aplanados de gas y polvo rodean a las estrellas jóvenes. Los científicos creen que proporcionan los materiales para construir los planetas y los satélites naturales y, finalmente, con el paso de millones de años, evolucionar en sistemas planetarios orbitales como el nuestro.

"La mayor parte del material en el interior del disco es gas", dijo Carr, "pero, hasta ahora, ha sido difícil estudiar la composición del gas en las regiones en que los planetas deberían formarse. Se ha prestado mucha más atención a las partículas sólidas, las cuales son más fáciles de observar". En su proyecto, Carr y Najita observaron más profundamente los gases en la región de formación en el disco alrededor de la estrella AA Tauri. Con menos de un millón de años de antigüedad, AA Tauri es un ejemplo típico de estrella joven con disco protoplanetario.

Con sus nuevos procedimientos, fueron capaces de detectar las insignificantes marcas espectrales de tres moléculas orgánicas simples - cianuro de hidrógeno, acetileno y dióxido de carbono - además de vapor de agua. Por otro lado, encontraron más de estas sustancias en el disco de lo que se ha encontrado en los densos gases interestelares llamados nubes moleculares, a partir de las que se originó el disco. "Las nubes moleculares proporcionan la materia prima a partir de la cual se creó el disco protoplanetario", dijo Carr. "Por tanto, esto en una prueba de que hay una química orgánica activa en el interior del disco, formando y mejorando estas moléculas".

El espectrógrafo infrarrojo de Spitzer detectó, anteriormente, los mismos gases orgánicos en un disco protoplanetario, pero la observación era dependiente de que el disco de la estrella estuviese orientado de forma adecuada. Ahora los investigadores tienen un nuevo método para estudiar la mezcla primordial de gases en los discos de cientos de sistemas estelares jóvenes.

Los astrónomos podrán llenar un importante hueco - saben que el agua y las moléculas orgánicas son abundantes en el medio interestelar pero no qué sucede con ellas después de incorporarse al disco. "¿Se destruyen estas moléculas, se mantienen o se mejoran en el disco?" dijo Carr. "Ahora que podemos identificar estas moléculas y hacer un inventario de ellas, tendremos una mejor comprensión de los orígenes y evolución de los componentes básicos de la vida - de dónde proceden y cómo evolucionan". Los resultados de la investigación de Carr y Najita aparecen en la edición del 14 de marzo de 2008 de la revista Science.

Aprovechando las capacidades espectroscópicas de Spitzer, otro grupo de científicos buscó moléculas de agua en los discos alrededor de estrellas jóvenes y las encontraron dos veces. "Ésta es una de las poquísimas veces en que se ha visto directamente que existe vapor de agua en la parte interior del disco protoplanetario, que es el lugar más probable para la formación de planetas terrestres", dijo Colette Salyk, estudiante graduada en ciencias planetarias y geológicas en el Instituto Tecnológico de California, en Pasadena. Ella es la autora principal de un artículo sobre los resultados que aparece en la edición del 20 de marzo de 2008 del Astrophysical Journal Letters.

Salyk y sus colegas usaron el Spitzer para observar decenas de estrellas jóvenes con discos protoplanetarios y encontraron agua en muchos de ellos. Se centraron en dos estrellas y continuaron la detección inicial de agua con medidas de alta resolución complementarias desde el telescopio Keck II, en Hawai. "Aunque no detectamos tanta agua como existe en los océanos de la Tierra, vemos esencialmente sólo la superficie del disco, por lo que esto implica que el agua líquida es bastante abundante", dijo Geoffrey Blake, profesor de cosmoquímica y ciencias planetarias en Caltech y uno de los coautores del artículo.

"Esta historia es mucho más larga que sólo uno o dos discos", dijo Blake. "Spitzer puede medir eficientemente las marcas del agua en muchos objetos, por lo que esto es sólo el inicio de lo que aprenderemos".

"Con próximas observaciones de Spitzer y los datos a mano", añadió Carr, "desarrollaremos una buena comprensión de la distribución y abundancia del agua y las moléculas orgánicas en los discos de formación planetaria".

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.jpl.nasa.gov/