Spitzer encuentra moléculas orgánicas y agua donde pueden crecer nuevos planetas

Este gráfico de datos infrarrojos muestra las señales de vapor de agua y moléculas orgánicas simples en el disco de gas y polvo alrededor de una joven estrella

Investigadores usando el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA han descubierto grandes cantidades de gases orgánicos simples y vapor de agua en una región de posible formación planetaria alrededor de una estrella joven, junto con las pruebas de que estas moléculas se crearon allí. También han encontrado agua en la misma zona alrededor de otras dos jóvenes estrellas.

Llevando las capacidades del telescopio a un nuevo nivel, los astrónomos ahora tienen una mejor visión de las primeras etapas de formación planetaria, lo cual puede ayudar a arrojar luz sobre los orígenes de nuestro Sistema Solar y el potencial para que la vida se desarrolle en otros. John Carr del Laboratorio de Investigación Naval en Washington, y Joan Najita del Observatorio Astronómico Óptico Nacional en Tucson, Arizona, desarrollaron una nueva técnica usando el espectrógrafo infrarrojo de Spitzer para medir y analizar la composición química de los gases dentro de los discos protoplanetarios. Estos son discos aplanados de gas y polvo que rodean a las estrellas jóvenes. Los científicos creen que proporcionan los materiales para la construcción de planetas, lunas y finalmente, con el paso de millones de años, evolucionar en sistemas planetarios orbitales como el nuestro.

“La mayor parte del material en el interior del disco es gas”, dijo Carr, “pero hasta ahora ha sido difícil estudiar la composición del gas en las regiones en que los planetas deberían formarse. Se ha prestado mucha más atención a las partículas sólidas, las cuales son más fáciles de observar”. En su proyecto, Carr y Najita echaron un vistazo con mayor profundidad a los gases en la región de formación en el disco alrededor de la estrella AA Tauri. Con menos de un millón de años de antigüedad, AA Tauri es un ejemplo típico de joven estrella con un disco protoplanetario.

Con sus nuevos procedimientos, fueron capaces de detectar las insignificantes firmas espectrales de tres moléculas orgánicas simples – cianuro de hidrógeno, acetileno y dióxido de carbono – además de vapor de agua. Además, encontraron más de estas sustancias en el disco de lo que se han encontrado en los densos gases interestelares llamadas nubes moleculares a partir de las que se originó el disco. “Las nubes moleculares proporcionan la materia prima a partir del que se creó el disco protoplanetario”, dijo Carr. “Por tanto esto en una prueba de que hay una química orgánica activa en el interior del disco, formando y mejorando estas moléculas”.

El espectrógrafo infrarrojo de Spitzer detectó los mismos gases orgánicos en un disco protoplanetario anteriormente. Pero la observación era dependiente de que el disco de la estrella estuviese orientado de forma adecuado. Ahora los investigadores tienen un nuevo método para estudiar la mexcla primordial de gases en los discos de cientos de jóvenes sistemas estelares.

Los astrónomos serán capaces de llenar un importante hueco – saben que el agua y las moléculas orgánicas son abundantes en el medio interestelar pero no qué sucede con ellas después de incorporarse al disco. “¿Se destruyen estas moléculas, se mantienen o se mejoran en el disco?” dijo Carr. “Ahora que podemos identificar estas moléculas y hacer un inventario de las mismas, tendremos una mejor comprensión de los orígenes y evolución de los componentes básicos de la vida – de dónde proceden y cómo evolucionan”. Los resultados de la investigación de Carr y Najita aparecen en el ejemplar del 14 de marzo de la revista Science.

Aprovechando las capacidades espectroscópicas de Spitzer, otro grupo de científicos buscó moléculas de agua en los discos alrededor de jóvenes estrellas y las encontraron – dos veces. “Esta es una de las poquísimas veces que se ha visto que exista directamente vapor de agua en la parte interior del disco protoplanetario – el lugar más probable para la formación de planetas terrestres”, dijo Colette Salyk, estudiante graduado en ciencias planetarias y geológicas en el Instituto Tecnológico de California en Pasadena. Ella es el autor principal de un artículo sobre los resultados que aparece en el ejemplar del 20 de marzo de Astrophysical Journal Letters.

Salyk y sus colegas usaron Spitzer para observar docenas de estrellas jóvenes con discos protoplanetarios y encontraron agua en muchos de ellos. Se centraron en dos estrellas y continuaron la detección inicial de agua con medidas de alta resolución complementarias desde el Telescopio Keck II en Hawai. “Aunque no detectamos tanta agua como existe en los océanos de la Tierra, vemos esencialmente sólo la superficie del disco, por lo que las implicaciones son que el agua líquida es bastante abundante”, dijo Geoffrey Blake, profesor de cosmoquímica y ciencias planetarias en Caltech y es uno de los coautores del artículo.

“Esta historia es mucho más larga que sólo uno o dos discos”, dijo Blake. “Spitzer puede medir eficientemente las firmas de agua en muchos objetos, por lo que esto es sólo el inicio de lo que aprenderemos”.

“Con próximas observaciones de Spitzer y los datos a mano”, añadió Carr, “desarrollaremos una buena comprensión de la distribución y abundancia del agua y las moléculas orgánicas en los discos de formación planetaria”.


Autor: Rosemary Sullivant
Fecha Original: 13 de marzo de 2008
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