Los astrónomos han observado, utilizando el telescopio espacial James Webb, agua y moléculas esenciales para la formación de planetas rocosos en una zona altamente irradiada de la Nebulosa de la Langosta. Este descubrimiento, parte del programa XUE, amplía los entornos conocidos donde se pueden formar planetas rocosos, desafiando creencias previas y aportando nuevos conocimientos sobre la diversidad de exoplanetas.

Los astrónomos encuentran una serie de moléculas que se encuentran entre los componentes básicos de los planetas rocosos.

El espacio es un entorno hostil, pero algunas zonas son incluso más duras que otras. Una región de formación estelar conocida como Nebulosa de la Langosta alberga algunas de las estrellas más masivas de nuestra galaxia. Las estrellas masivas son más calientes y, por tanto, emiten más luz ultravioleta (UV). Esta luz ultravioleta baña los discos de formación de planetas alrededor de estrellas cercanas. Los astrónomos esperarían que los rayos UV descompusieran muchas moléculas químicas. sin embargo, el Telescopio espacial James Webb Detectó 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.

Esta es la impresión artística de una estrella joven rodeada por un disco protoplanetario en el que se están formando planetas. Crédito: ESO

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 la primera observación del agua y otras moléculas en las regiones rocosas interiores de un disco, altamente irradiadas, donde se forman planetas, en uno de los ambientes más extremos de nuestra galaxia. Estos resultados sugieren que las condiciones para la formación de planetas rocosos pueden ocurrir en una gama de entornos posiblemente más amplia de lo que se pensaba anteriormente.

Primeros resultados del programa XUE

Estos son los primeros resultados del programa del Telescopio Espacial James Webb de eXtreme Ultraviolet Environments (XUE), que se centra en caracterizar los discos de formación de planetas (vastas nubes arremolinadas de gas, polvo y trozos de roca donde los planetas se forman y evolucionan). -regiones formadoras. Es probable que estas regiones sean representativas del entorno en el que se formaron la mayoría de los sistemas planetarios. Comprender el impacto del medio ambiente en la formación planetaria es importante para que los científicos adquieran conocimientos sobre la diversidad de los diferentes tipos de exoplanetas.

Estudio de la Nebulosa de la Langosta

El programa XUE apunta a un total de 15 discos en tres áreas de la Nebulosa de la Langosta (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 de la Langosta es uno de los complejos de formación de estrellas masivas más jóvenes 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 (UV). 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 de formación de discos protoplanetarios del planeta interior de la Tierra alrededor de estrellas como nuestro Sol.

Las capacidades únicas de Webb

«Webb es el único telescopio con la resolución espacial y la sensibilidad para estudiar los discos de formación de planetas en regiones de formación de estrellas masivas», dijo la líder del equipo María Claudia Ramírez-Tannus del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania.

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

«Sólo el rango de longitud de onda y la resolución espectral de MIRI nos permiten sondear el inventario molecular y las condiciones físicas del gas y el polvo calientes donde se forman los planetas rocosos», añadió el miembro del equipo Arjan Bik de la Universidad de Estocolmo, en Suecia.

Debido a 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 aún detectó una serie de moléculas que son los componentes básicos de los planetas terrestres.

«Descubrimos que el disco interno alrededor de XUE 1 es notablemente similar a los de las regiones cercanas de formación de estrellas», dijo Rens Waters, miembro del equipo 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, la emisión encontrada fue más débil de lo que predijeron algunos modelos. Esto puede implicar un pequeño radio exterior del disco”.

«Estábamos sorprendidos y emocionados porque es la primera vez que se detectan estas moléculas en condiciones tan extremas», añadió Lars Cuijpers de la Universidad de Radboud. El equipo también encontró un pequeño polvo de silicato parcialmente cristalino 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 se parecen a las encontradas en discos bien estudiados ubicados en regiones cercanas de formación de estrellas, donde solo 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 creía anteriormente.

El equipo señala que las observaciones restantes del programa XUE son cruciales para establecer la similitud de estas condiciones.

«XUE 1 nos muestra que existen condiciones para la formación de planetas rocosos, por lo que el siguiente paso es ver qué tan común es esto», dice Ramírez-Tannus. «Observaremos otros discos en la misma región para determinar con qué frecuencia se pueden observar estas condiciones».

Estos resultados fueron publicados en oh Diario astrofísico.

Referencia: “XUE: Inventario molecular en la región interior de un disco protoplanetario extremadamente irradiado” por María Claudia Ramírez-Tannus, Arjan Bik, Lars Cuijpers, Rens Waters, Christiane Göppl, Thomas Henning, Inga Kamp, Thomas Preibisch, Konstantin V. Getman , Germán Chaparro, Pablo Cuartas-Restrepo, Alex de Koter, Eric D. Feigelson, Sierra L. Grant, Thomas J. Haworth, Sebastián Hernández, Michael A. Kuhn, Giulia Perotti, Matthew S. Povich, Megan Reiter, Veronica Roccatagliata, Elena Sabbi, Benoît Tabone, Andrew J. Winter, Anna F. McLeod, Roy van Boekel y Sierk E. van Terwisga, 30 de noviembre de 2023. oh Cartas de revistas astrofísicas.
DOI: 10.3847/2041-8213/ad03f8

El Telescopio Espacial James Webb es el principal observatorio científico espacial del mundo. Webb está resolviendo misterios en nuestro sistema solar, mirando más allá, hacia mundos distantes alrededor de otras estrellas, e investigando las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.