Revela los secretos del planeta rocoso de los extremos cósmicos

Los astrónomos han observado, utilizando el telescopio espacial James Webb, la presencia de agua y moléculas necesarias para la formación de planetas rocosos en una región altamente irradiada de la Nebulosa del Cangrejo de Río. Este descubrimiento, que forma parte del programa XUE, amplía los entornos conocidos en los que se pueden formar planetas rocosos, desafiando creencias anteriores y proporcionando nuevos conocimientos sobre la diversidad de exoplanetas.

Los astrónomos encuentran un grupo de moléculas que se encuentran entre los componentes básicos de los planetas rocosos.

El espacio es un entorno hostil, pero algunas áreas lo son más que otras. La región de formación estelar, conocida como Nebulosa del Cangrejo de Río, alberga algunas de las estrellas más masivas de nuestra galaxia. Las estrellas masivas son más calientes y por tanto emiten una mayor cantidad de radiación ultravioleta. Esta luz ultravioleta baña los discos de formación de planetas alrededor de estrellas cercanas. Los astrónomos esperan que la radiación ultravioleta descomponga muchas moléculas químicas. Sin embargo, Telescopio espacial James Webb Descubra una variedad de moléculas en uno de estos discos, incluyendo agua, monóxido de carbono, dióxido de carbono, cianuro de hidrógeno y acetileno. Estas moléculas se encuentran entre los componentes básicos de los planetas rocosos.

Ésta es la impresión artística de una estrella joven rodeada por un disco protoplanetario en el que se forman los planetas. Crédito: Esso

El Telescopio Espacial Webb revela que se pueden formar planetas rocosos en ambientes extremos

Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado el telescopio espacial James Webb de la NASA para proporcionar las primeras observaciones del agua y otras moléculas en el interior rocoso y altamente radiado de los planetas en uno de los entornos más extremos de nuestra galaxia. Estos resultados sugieren que las condiciones de formación de planetas rocosos pueden ocurrir en una gama de entornos posibles más amplia de lo que se pensaba anteriormente.

Los primeros resultados del programa XUE

Estos son los primeros resultados del telescopio espacial James Webb Extreme Ultraviolet (XUE), que se centra en caracterizar los discos de formación de planetas (enormes nubes giratorias de gas, polvo y trozos de roca donde se forman y evolucionan los planetas) en estrellas masivas. regiones formadoras. Estas regiones probablemente representan el entorno en el que se formaron la mayoría de los sistemas planetarios. Comprender la influencia del medio ambiente en la formación de planetas es importante para que los científicos puedan comprender mejor la diversidad de los diferentes tipos de exoplanetas.

Estudio de la Nebulosa del Cangrejo de Río

El programa XUE apunta a un total de 15 discos en tres regiones de la Nebulosa del Cangrejo de Río (también conocida como NGC 6357), una gran nebulosa de emisión a unos 5.500 años luz de la Tierra en la constelación de Escorpio. La Nebulosa del Cangrejo de Río es uno de los complejos de formación de estrellas masivas más nuevos y más cercanos, y alberga algunas de las estrellas más masivas de nuestra galaxia. Las estrellas masivas son más calientes y, por tanto, emiten más radiación ultravioleta. Esto puede dispersar el gas, haciendo que la vida útil prevista del disco sea tan corta como un millón de años. Gracias a Webb, los astrónomos ahora pueden estudiar el efecto de la radiación ultravioleta en las regiones terrestres internas de formación de planetas de los discos protoplanetarios alrededor de estrellas como nuestro Sol.

Capacidades web únicas

“Webb es el único telescopio con la resolución espacial y la sensibilidad para estudiar los discos de formación de planetas en regiones de formación estelar masiva”, dijo la líder del equipo María Claudia Ramírez Tanos del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania.

Los astrónomos pretenden caracterizar las propiedades físicas y la composición química de las regiones de los discos rocosos que forman planetas en la Nebulosa del Cangrejo utilizando espectrómetros de resolución media en el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de Webb. Este primer resultado se centra en un disco protoplanetario llamado XUE 1, que se encuentra en el cúmulo estelar Pismis 24.

“Sólo el rango de longitud de onda y la resolución espectral de MIRI nos permiten examinar el inventario molecular y las condiciones físicas del gas y polvo cálido donde se forman los planetas rocosos”, añadió el miembro del equipo Arjan Beck de la Universidad de Estocolmo en Suecia.

Dada su ubicación cerca de varias estrellas masivas en NGC 6357, los científicos esperan que XUE 1 haya estado constantemente expuesto a grandes cantidades de radiación ultravioleta a lo largo de su vida. Sin embargo, en este entorno extremo, el equipo descubrió un grupo de moléculas que forman los componentes básicos de los planetas terrestres.

“Encontramos que el disco interno alrededor de XUE 1 es notablemente similar a los encontrados en regiones cercanas de formación de estrellas”, dijo el miembro del equipo Reins Waters de la Universidad de Radboud en los Países Bajos. “Detectamos agua y otras moléculas como monóxido de carbono, dióxido de carbono, cianuro de hidrógeno y acetileno. Sin embargo, las emisiones encontradas fueron más débiles de lo que algunos modelos predijeron. Esto puede significar un pequeño radio exterior del disco”.

Lars Kuijpers, de la Universidad de Radboud, añadió: “Estamos sorprendidos y entusiasmados porque es la primera vez que se detectan estas moléculas en condiciones tan extremas”. El equipo también encontró pequeños polvos de silicato parcialmente cristalizados en la superficie del disco. Estos se consideran los componentes básicos de los planetas rocosos.

Implicaciones para la formación de planetas rocosos

Estos resultados son buenas noticias para la formación de planetas rocosos, ya que el equipo científico descubrió que las condiciones en el disco interno son similares a las de los discos bien estudiados que se encuentran en regiones cercanas de formación de estrellas, donde sólo se forman estrellas de baja masa. Esto sugiere que los planetas rocosos pueden formarse en una gama de entornos mucho más amplia de lo que se pensaba anteriormente.

El equipo señala que las observaciones restantes del programa XUE son cruciales para identificar puntos en común entre estas condiciones.

“XUE 1 nos muestra que existen las condiciones necesarias para que se formen planetas rocosos, por lo que el siguiente paso es comprobar qué tan común es esto”, dice Ramírez-Taños. “Monitorearemos otros discos en la misma área para determinar la frecuencia con la que se pueden observar estas condiciones”.

Estos resultados han sido publicados en el Diario astrofísico.

Referencia: “XUE: Inventario molecular en la región interna de un disco protoplanetario altamente irradiado” por María Claudia Ramírez-Taños, Arjan Beck, Lars Kuijpers, Reins Waters, Christian Goebel, Thomas Henning, Inga Kamp, Thomas Prebisch, Konstantin F. Getman, Germán Chaparro, Pablo Cuartas-Restrepo, Alex D. Cotter, Eric D. Vigilson, Sierra L. Grant, Thomas J. Elena Sabbi, Benoît Taboni, Andrew J. Invierno, Anna F. McLeod, Roy van Bokel y Circus E. Van Terwisja, 30 de noviembre de 2023, el Cartas de revistas astrofísicas.
doi: 10.3847/2041-8213/ad03f8

El Telescopio Espacial James Webb es el observatorio científico espacial más importante del mundo. Webb resuelve los misterios de nuestro sistema solar, mira más allá de los mundos distantes alrededor de otras estrellas y explora las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. WEB es un programa liderado internacionalmente NASA Con sus socios la Agencia Espacial Europea (ESA)Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.