24 Ene Webb descubre por qué hay silicatos cristalinos en los cometas
Un equipo de científicos que usa el telescopio James Webb muestra, por primera vez, que la región caliente e interna del disco de gas y polvo que rodea a una estrella muy joven, y en plena formación, es donde se forjan los silicatos cristalinos que contienen los cometas.
Los astrónomos llevan mucho tiempo buscando pruebas que expliquen por qué los cometas en los confines de nuestro propio sistema solar contienen silicatos cristalinos.
Esto se debe a que los cristales que contienen los cometas requieren un calor intenso para formarse y, sin embargo, estas “bolas de nieve sucias” pasan la mayor parte de su tiempo en el ultrafrío Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort.
Ahora, al observar más allá de nuestro sistema solar, el telescopio espacial James Webb ha obtenido la primera evidencia concluyente que explica cómo es posible que los cometas contengan silicatos.
La dispersión de los silicatos cristalinos
El telescopio mostró claramente por primera vez que la región caliente e interna del disco de gas y polvo que rodea a una estrella muy joven y en plena formación es donde se forjan los silicatos cristalinos.
Webb también reveló una potente salida de material capaz de transportar estos cristales hasta los bordes exteriores del disco. En comparación con nuestro sistema solar ya formado y en gran medida libre de polvo, los silicatos cristalinos se estarían formando aproximadamente entre el Sol y la Tierra.
La gran sensibilidad del Webb en el infrarrojo medio permitió realizar observaciones de la protostrella, catalogada como EC 53, que muestran que los potentes vientos procedentes del disco estelar están catapultando estos cristales hacia regiones lejanas.
Tan lejanas como el increíblemente frío borde de su disco protoplanetario, donde podrían formarse cometas en el futuro.
«Las salidas estratificadas de EC 53 pueden catapultar estos silicatos cristalinos recién formados y transferirlos hacia el exterior, como si viajaran por una autopista cósmica», afirma Jeong-Eun Lee, autora principal y profesora de la Universidad Nacional de Seúl, en Corea del Sur. «Webb no solo nos mostró exactamente qué tipos de silicatos cristalinos hay en el polvo cercano a la estrella, sino también dónde se encuentran antes y durante una fase de estallido».
MIRI cartografía con precisión los silicatos
El equipo de científicos utilizó el instrumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) del Webb para recopilar dos conjuntos de espectros de altísimo detalle con el fin de identificar elementos y moléculas concretas y determinar sus estructuras.
Gracias a ello, pudieron confirmar la presencia y distribución de silicatos cristalinos en distintas regiones del sistema. A continuación, cartografiaron con precisión la localización de estos materiales, tanto cuando EC 53 está “tranquila” como cuando entra en una fase de estallido.
Esta estrella, estudiada por este equipo y otros durante décadas, es altamente predecible.
Aproximadamente cada 18 meses, EC 53 entra en una fase de actividad intensa de unos 100 días, durante la cual devora gas y polvo cercanos y expulsa parte de ese material en forma de potentes chorros y salidas.
Estas eyecciones podrían ser el mecanismo responsable de transportar los silicatos cristalinos recién formados hacia las regiones externas del disco protoplanetario.
«Incluso como científico, me resulta asombroso que podamos encontrar silicatos cristalinos específicos en el espacio, incluidos forsterita y enstatita cerca de EC 53», señala Doug Johnstone, coautor y principal investigador del Consejo Nacional de Investigación de Canadá. «Son minerales comunes en la Tierra. El componente principal de nuestro planeta es el silicato».
Origen y transporte de los silicatos
Durante décadas, las investigaciones habían identificado silicatos cristalinos tanto en cometas de nuestro sistema solar como en discos protoplanetarios de otras estrellas, pero sin poder explicar su procedencia.
Con los nuevos datos del Webb, los científicos ahora comprenden mejor cómo se forman y redistribuyen los silicatos cristalinos en sistemas planetarios jóvenes.
«Es realmente impresionante que el Webb no solo pueda mostrarnos tanto, sino también dónde se encuentra cada cosa», indica Joel Green, coautor y científico de instrumentos del Space Telescope Science Institute. «Hemos demostrado cómo la estrella crea y distribuye estos silicatos cristalinos, partículas ultrafinas mucho más pequeñas que un grano de arena».
Los datos de MIRI del Webb también muestran con claridad los chorros estrechos de gas caliente a alta velocidad cerca de los polos de la estrella, así como las salidas ligeramente más frías y lentas que proceden de la región más interna del disco.
Estos flujos parecen desempeñar un papel clave en el transporte de silicatos cristalinos desde las zonas internas calientes hasta las regiones externas más frías.
El futuro de una joven estrella
EC 53 sigue estando envuelta en polvo y puede permanecer así durante otros 100.000 años.
A lo largo de millones de años, mientras el disco de una estrella joven está poblado por diminutos granos de polvo, los silicatos cristalinos podrían incorporarse progresivamente a cuerpos mayores mediante colisiones sucesivas.
Este proceso podría culminar en la formación de planetas rocosos y gigantes gaseosos.
Cuando el sistema termine de estabilizarse, quedará una estrella similar al Sol en el centro de un sistema planetario despejado, con silicatos cristalinos distribuidos por todo él, tal como observamos hoy en cometas y otros cuerpos de nuestro propio sistema solar.
EC 53 forma parte de la Nebulosa de la Serpiente, situada a 1.300 años luz de la Tierra en la constelación de la Serpiente (Serpens) y es una región rica en estrellas en plena formación.
Fuente: NASA Webb Finds Young Sun-Like Star Forging, Spewing Common Crystals
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