Los astrónomos rastrearon los orígenes del agua hasta un tiempo anterior al Sol : Heaven32

Una estrella a 1.300 años luz de la Tierra podría haber revelado uno de los secretos mejor guardados del Sistema Solar.

Se llama V883 Orionis, una estrella joven rodeada por un enorme disco de material que algún día se fusionará en planetas en órbita. Es en ese disco donde los científicos han hecho una detección inequívoca de vapor de agua, arremolinándose con todo el resto del polvo y gas destinado a convertirse en parte de un mundo extraño.

Esto sugiere que el agua del Sistema Solar, incluida la que ahora se encuentra en la Tierra, estuvo presente en la cuna gaseosa de la que nació el Sol; que estuvo aquí, no solo antes de la Tierra, sino antes del Sol, y ayudó a nuestro planeta a crecer.

“Ahora podemos rastrear los orígenes del agua en nuestro Sistema Solar antes de la formación del Sol”, dice el astrónomo John Tobin del Observatorio Nacional de Radioastronomía de EE.UU.

El agua es bastante común en todo el Universo, aunque la Tierra en particular no sería el mismo “punto azul pálido” sin ella. Se enrosca alrededor de la superficie del planeta, impregna la atmósfera como vapor, cae del cielo. Nos parece bastante mundano, pero no podríamos vivir sin él; casi todos los procesos químicos de la vida lo requieren.

También es un ingrediente importante en la formación de planetas. Las estrellas nacen de nubes de polvo y gas en el espacio; un grupo denso colapsa bajo la gravedad y, girando, comienza a acumular más material de la nube que lo rodea que forma un disco que alimenta a la estrella bebé.

Una vez que la estrella termina de crecer, todas las demás características del sistema planetario se forman a partir de lo que queda del disco. Los granos de polvo se adhieren electrostáticamente, formando grupos cada vez más grandes hasta que el objeto es lo suficientemente masivo como para que la gravedad tome el control.

Se piensa que el agua juega un papel papel importante en este proceso; más allá del punto en el que el vapor de agua se congela, llamado línea de nieve, cubre los granos de polvo como hielo, dándoles una pegajosidad adicional

que ayuda a las partículas a adherirse en las primeras etapas del crecimiento planetario.

Datos en diferentes longitudes de onda de V883 Orionis del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, mostrando vapor de agua alrededor de la joven estrella. (ALMA/ESO/NAOJ/NRAO, J. Tobin, B. Saxton/NRAO/AUI/NSF)

Podemos medir dónde y cómo se forma el agua basándonos en isótopos de hidrógeno. El hidrógeno normal no tiene neutrones en su núcleo. El hidrógeno pesado, también conocido como deuterio, tiene un neutrón en su núcleo. Las moléculas de agua que incluyen hidrógeno pesado se conocen como agua pesada y se forman en condiciones que difieren de las que producen el agua normal.

Aquí en la Tierra, podemos rastrear algo de agua hasta los cometas porque las proporciones de isótopos de agua a agua pesada son similares. Esto sugiere que el agua puede quedar atrapada en cometas y asteroides y entregarse a los cuerpos planetarios. Pero aún no se había explicado por completo cómo llegó el agua a los cometas. Ahora, al estudiar el V883 Orionis, Tobin y su equipo han llenado ese vacío.

“Podemos pensar en el camino del agua a través del Universo como un rastro. Sabemos cómo se ven los puntos finales, que son el agua en los planetas y en los cometas, pero queríamos rastrear ese camino hasta los orígenes del agua”. Tobin dice

.

“Antes de ahora, podíamos vincular la Tierra con los cometas y las protoestrellas con el medio interestelar, pero no podíamos vincular las protoestrellas con los cometas. V883 Ori ha cambiado eso y ha demostrado que las moléculas de agua en ese sistema y en nuestro Sistema Solar tienen un proporción similar de deuterio e hidrógeno”.

La estrella es tan joven que todavía está creciendo, rodeada por un enorme disco. Al estudiar la luz emitida por ese disco, los investigadores han podido identificar la firma espectral del vapor de agua; aún mejor, han identificado las proporciones de isótopos de hidrógeno.

“V883 Orionis es el eslabón perdido en este caso”, Tobin dice.

“La composición del agua en el disco es muy similar a la de los cometas en nuestro propio Sistema Solar. Esta es la confirmación de la idea de que el agua en los sistemas planetarios se formó hace miles de millones de años, antes que el Sol, en el espacio interestelar, y tiene sido heredada tanto por los cometas como por la Tierra, relativamente sin cambios”.

Lo que hace que el V883 Orionis sea tan especial es que ha experimentado un crecimiento acelerado, lo que significa que temporalmente hace más calor de lo habitual. La mayor parte del agua en los discos de acreción alrededor de las protoestrellas está congelada, existiendo como vapor solo cerca de la estrella, donde es difícil de distinguir. Sin embargo, el estallido de actividad de V883 Orionis ha empujó su línea de nieve hacia fuera a un punto mucho más alejado de la estrella de lo habitual; cualquier agua más cerca de esa línea de nieve es vapor.

El vapor es mucho más fácil de detectar y analizar que el hielo, por lo que los investigadores pudieron realizar una medición confiable de la composición isotópica del agua en el disco de V883 Orionis, así como cuantificarla. Hay más de 1.200 veces el volumen de los océanos de la Tierra, a la deriva como vapor alrededor de V883 Orionis.

Los hallazgos sugieren que toda el agua en un sistema planetario proviene casi directamente de las nubes de las que nace su estrella.

“Llegamos a la conclusión de que los discos heredan directamente el agua de la nube de formación estelar y esta agua se incorpora a grandes cuerpos helados, como los cometas, sin una alteración química sustancial”. los investigadores escriben en su artículo.

“Aunque el mecanismo específico de entrega de agua en la Tierra sigue siendo objeto de debate (cometas y/o asteroides), la [hydrogen isotope ratio] encontrado en V883 Ori es evidencia de que las moléculas de agua en nuestro Sistema Solar se originaron en el medio interestelar frío antes de la formación del Sol. Por lo tanto, las observaciones de agua resueltas espacialmente hacia discos de formación de planetas jóvenes son cruciales para vincular el depósito de agua y la formación de planetas terrestres”.

La investigación ha sido publicada en Naturaleza.

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