James Webb descubre benceno por primera vez en disco de formación planetaria

Descubren compuestos orgánicos inesperados en disco formador de planetas alrededor de una estrella joven y brillante a 500 años luz de distancia

Además, el disco contiene muy poca agua y dióxido de carbono, lo que resulta sorprendente, ya que estos compuestos suelen encontrarse en otros discos formadores de planetas alrededor de estrellas similares al Sol.

A unos 500 años luz de distancia se encuentra la joven y brillante estrella j160532, que solo tiene una décima parte de la masa del sol. Alrededor de estrellas tan jóvenes y pequeñas suelen formarse planetas rocosos similares a la tierra. En un nuevo estudio, los astrónomos enfocaron el potente telescopio james webb hacia el disco de polvo que envuelve a j160532. Esto condujo a un descubrimiento extraordinario, ya que por primera vez se ha encontrado el compuesto orgánico benceno en un disco formador de planetas de este tipo.

Compuestos descubiertos

El benceno (c6h6) es un gas (más concretamente un hidrocarburo) que se encuentra en la gasolina y el petróleo crudo, entre otros. Como ya se ha mencionado, es la primera vez que se observa esta sustancia química en un disco de formación planetaria. Además del benceno, los investigadores también observaron muchos otros compuestos de carbono más pequeños. También encontraron por primera vez el hidrocarburo diacetileno (c4h2). Además, el disco contiene una cantidad inusualmente grande de gas acetileno (c2h2), que es un hidrocarburo muy reactivo.

James Webb detecta benceno, diacetileno y dióxido
Espectro miri de j160532. Las líneas de emisión de benceno, diacetileno y dióxido de carbono pueden verse como picos estrechos en el espectro. El acetileno (c2h2) es tan abundante que da protuberancias anchas en el espectro. Curiosamente, no hay agua en el disco. Imagen: JWST/MIRI/Tabone et al.

Curiosamente, el disco contiene muy pocas moléculas ricas en oxígeno, como agua y dióxido de carbono. Esto resulta sorprendente, ya que estos compuestos suelen encontrarse en otros discos de formación planetaria alrededor de estrellas similares al Sol. Las observaciones sugieren que los planetas que se forman en el disco alrededor de J160532 contienen relativamente poco carbono, al igual que nuestra Tierra.

Orígen de los compuestos

¿Cómo llegaron los gases benceno, diacetileno y acetileno al disco? Probablemente, ocurrió cuando los granos de polvo ricos en carbono se destruyeron cerca de la joven estrella activa. Durante este proceso, los compuestos de carbono se desprenden del polvo. La arenilla que queda contiene silicatos con relativamente poco carbono. La arenilla baja en carbono se agrupa en trozos más grandes, que con el tiempo se transforman en planetas rocosos como la Tierra. Por cierto, esto también podría explicar por qué nuestra Tierra contiene tan poco carbono.

Gracias al James Webb

El fascinante descubrimiento de los compuestos de carbono no habría sido posible sin James Webb. Esto se debe a que hasta ahora ha sido difícil estudiar las moléculas en la parte cálida interior del polvo que se extiende alrededor de las estrellas jóvenes. 

Las generaciones anteriores de telescopios simplemente no eran lo suficientemente sensibles. Pero James Webb ha cambiado todo eso. Este telescopio está equipado con el espectrómetro de alta sensibilidad MIRI. Y este espectrómetro permite a los astrónomos mirar a través de las nubes de polvo. De esta forma, han conseguido medir el gas caliente. 

En resumen, con el avanzado espectrómetro, los investigadores consiguieron detectar el disco de formación planetaria de J160532 mejor que nunca. “Este es exactamente el tipo de ciencia para el que se diseñó el espectrómetro MIRI”, afirma la investigadora Ewine van Dishoeck, que ha participado en la construcción de Webb y del instrumento MIRI desde el principio. “Los espectros contienen una gran cantidad de datos que nos dicen algo sobre la composición química y física de los discos formadores de planetas”.

Otros discos de polvo

El equipo de astrónomos le ha cogido el truco. Porque mientras tanto, ya están analizando más de otros 30 discos de polvo alrededor de estrellas jóvenes. Y otros 20 se añadirán a finales de este año. Se espera que estos análisis permitan descubrir otras moléculas. Además, gracias a estas observaciones, los investigadores esperan adquirir más conocimientos sobre la formación de planetas rocosos en torno a estrellas pequeñas, pero también en torno a estrellas más grandes, de dos a tres masas solares.

En definitiva, con su estudio, los investigadores esperan desentrañar más secretos de los discos de polvo de las estrellas, así como de la Tierra. “Este trabajo es solo un primer atisbo de las condiciones físicas y químicas en las que se forman los planetas similares a la Tierra”, afirma el director de la investigación, Benoît Tabone. El equipo espera descubrir muchas más moléculas en futuras investigaciones, ya sea en el disco de J160532 o en otros discos.

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