18 de marzo de 2008

Vapor de agua detectado en disco protoplanetario

Imagen: NASA/JPL-Caltech

El agua es un ingrediente esencial para la formación de planetas, pero ha permanecido oculto para los científicos que investigan su presencia en sistemas protoplanetarios: que son discos giratorios de partículas que rodean a estrellas de reciente formación y donde nacen los planetas. Ahora, la detección de vapor de agua en la parte interna de dos discos protoplanetarios extrasolares brinda a los científicos un paso más hacia la comprensión del rol que el agua desempeña durante la formación de un planeta de tipo terrestre.

Usando al máximo las capacidades espectroscópicas del telescopio Spitzer, de la NASA, y las mediciones de alta resolución del Telescopio Keck II, en Hawai, los investigadores del Instituto Tecnológico de California, Caltech, y otros institutos han logrado encontrar moléculas de agua en discos de polvo y gas que se encuentran alrededor de dos estrellas jóvenes. Las estrellas denominadas DR Tau y AS 205A, se encuentran a una distancia de la Tierra de 457 y 391 años luz, respectivamente., cada una de ellas es el centro de un disco rotatorio de partículas que, eventualmente, pueden unirse y formar planetas.

"Es una de las pocas veces que el vapor de agua ha sido detectado en la parte interna de un disco protoplanetario, lugar donde se forman planetas terrestres" señala Colette Salyk, una estudiante graduada en Ciencias Planetarias y Geológicas de Caltech. Ella es autora y líder de un grupo de científicos que reportan estos hallazgos en la edición del 20 de marzo de 2008 del Astrophysical Journal Letters.

Salyk y sus colegas pudieron aprovechar los datos obtenidos de la emisión de luz captada por el Spitzer e inspeccionar docenas de estrellas jóvenes rodeadas de discos protoplantarios. Se concentraron a las estrellas DR Tau y AS 205A debido a que presentaban un gran número de líneas de emisión de agua (picos de brillo en ciertas longitudes de onda que son marcas de la presencia de vapor de agua). "Únicamente el Spitzer es capaz de observar estas líneas particulares en un gran número de discos, debido a que opera en el espacio y desde la Tierra son obstruidas por la atmósfera, rica en vapor de agua" señala Salyk.

Para determinar en que parte del disco reside este vapor, el equipo de científicos hizo mediciones de alta resolución en longitudes de onda cortas con el instrumento NIRSPEC (Near-InfraRed cross-dispersed echelle grating Spectrometer) instalado en el telescopio Keck II. A diferencia del Spitzer, que observó líneas de agua mezcladas, el NIRSPEC, pudo ver líneas de agua individuales en regiones donde la transmisión del agua es adecuada.- La forma de cada línea da información de la velocidad de las moléculas que emiten la luz. "Si éstas se mueven a grandes velocidades" señala Salyk., "indican que provienen de un lugar cercano a las estrellas, que es el lugar donde podrían formarse planetas similares a la Tierra".

"Si bien no se ha detectado una cantidad de agua como se presenta en los océanos de la Tierra, podemos ver sólo una pequeña parte del disco, únicamente su superficie, lo que implica que el agua es muy abundante" dijo Geoffrey Blake, coautor del trabajo y Profesor de Cosmoquímica y Ciencias Planetarias en Caltech. La presencia de agua en la parte interna del disco es una etapa en el camino a la formación planetaria. Un planeta como Júpiter, en el Sistema Solar, creció por su campo gravitacional que atrapó sólidos de hielo que giraban en la parte externa del disco planetario solar. Sin embargo, antes que Júpiter ganara mucha masa, estos mismos sólidos de hielo pudieron haber viajado hacia la estrella y ser evaporados y producido el vapor de agua como se ve alrededor de DR Tau y AS 205A. Aunque no se han detectado sólidos de hielo en discos protoplanetarios, señala Salyk, "nuestras observaciones son una posible evidencia para la migración en el disco. Esto es una predicción importante de los modelos de formación planetaria".

Estas observaciones iniciales auguran que vendrán más resultados, señala Klaus Pontoppidan, coautor del trabajo y que cursa pos-doctorado en el Caltech. "Estamos sorprendidos del modo fácil en que encontramos agua en discos formadores de planetas. Tomará años de trabajo el entender los detalles de esta observación". Blake agrega: "Con este estudio podremos construir la historia de cómo las concentraciones de agua evolucionan en los discos y ayudará a responder el interrogante de cómo la Tierra adquirió sus océanos".

(saa)

Más información en:
http://mr.caltech.edu/