¿Finalmente descubrió el origen del agua en nuestro sistema solar?

¿Cuál es el origen del agua en la Tierra? Pregunta discutida hasta ahora. Sin embargo, gracias al telescopio ALMA, los astrónomos finalmente pueden encontrar una respuesta. El agua saldrá de las nubes en las que se forman los planetas y las estrellas, y luego hará un largo viaje… Los científicos publicaron sus resultados en naturaleza.

Nubes gaseosas que forman estrellas y planetas.

Las estrellas y los planetas se forman a partir de nubes de gas y polvo, conocidas como nebulosas o nubes moleculares. Son verdaderos reservorios de moléculas, en particular de hidrógeno. Este gas constituye la mayor parte del «combustible» de las estrellas.

Las «estrellas jóvenes», o estrellas en proceso de formación, se forman en cúmulos en estas nebulosas. hablamos «cúmulo de estrellas». Es una concentración local de estrellas, que tienen el mismo origen y están unidas por la gravedad.

Para que una nebulosa dé a luz estrellas, debe seguir dos etapas principales. Primero, está la etapa previa a la estrella. La nebulosa colapsará sobre sí misma debido a la gravedad, provocando que se fragmente en núcleos elementales. Entonces entramos en la etapa de protoestrella. Los corazones a su vez se encogerán para formar una estrella en su centro. El material de la periferia forma una envoltura denominada disco de acreción.

Este disco de acreción puede desaparecer o dar a luz a su vez. En su interior surgen cometas, asteroides e incluso planetas. Estos discos están formados por un 99 % de hidrógeno y helio y un 1 % de elementos más pesados ​​(oxígeno, carbono, hierro, etc.). Entonces habrá grupos que darán lugar a la formación de moléculas, como la famosa agua H2O. Muy a menudo, este último se encuentra en forma de hielo.

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¿El origen del agua en las nebulosas?

En las nebulosas, el agua se puede encontrar en dos formas. Agua «estándar», H2O y agua «pesada», D2O, en la que uno de los átomos de hidrógeno está sustituido por deuterio. Es un isótopo pesado de hidrógeno.

Estos dos tipos de agua se forman bajo diferentes condiciones. Entonces, los astrónomos usan la relación H2O:D2O para determinar cuándo y dónde se formó el agua.

Ya se ha demostrado que las proporciones de agua «estándar» y agua pesada en los cometas eran similares a las de la Tierra. Esto indica que los cometas pueden haber traído agua a nuestro planeta azul.

La pregunta sigue siendo: ¿Esta agua realmente proviene de un disco de acreción? ¿Un disco que generaría cometas portadores de agua? Para averiguarlo, es necesario medir las proporciones de moléculas de H2O y D2O en discos protoplanetarios, o incluso directamente en nebulosas, estrellas y planetas.

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El agua ciertamente está presente, pero principalmente en forma de hielo.

En la mayoría de los discos protoplanetarios, el agua está presente debajo forma de hielo. Esquemáticamente, estos discos a menudo constan de dos regiones. Uno, interior, muy caliente. Todavía se enfría lo suficiente como para permitir la condensación de la roca, pero no los compuestos volátiles y el hielo (incluida el agua). Por otro lado, en las regiones exteriores, las temperaturas permiten la condensación de hielo, particularmente hielo de agua. Este límite entre el disco interior y el disco exterior se denomina «límite de hielo».

En nuestro sistema solar, se encuentra aproximadamente en el límite entre los planetas telúricos y los gigantes gaseosos (entre Marte y Júpiter). Además, no sería por casualidad.

Sin embargo, es muy difícil observar el hielo. Por el contrario, el agua se puede identificar en estado gaseoso, gracias a la radiación que desprenden las moléculas al girar y vibrar. Sin embargo, en el hielo, el movimiento de las moléculas está más restringido.

Sin embargo, el agua con gas a veces puede ser difícil de detectar. De hecho, estará principalmente hacia el centro de los discos, lo más cerca posible de la estrella. Sin embargo, estas áreas pueden estar ocultas por el propio disco o pueden ser demasiado pequeñas para ser vistas con telescopios.

Afortunadamente para los astrónomos, el disco que quieren estudiar, V883 Orionis, es excepcionalmente caliente. La estrella en formación es el origen de una espectacular explosión que calienta el disco. ¡Esto permite que el agua se evapore, que está en forma de gas y es detectable!

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V883 Orionis, el eslabón perdido en el origen del agua

V883 Orionis es una estrella en formación a unos 1.300 años luz de distancia. Tiene una masa de 1,3 masas solares y produce la máxima energía térmica. ¡Tan fuerte que el agua se evapora!

Los astrónomos utilizaron el conjunto de radiotelescopios ALMA (Atacama Large Millimeter) ubicado en el norte de Chile. Así pudieron observar el agua con gas en el disco y gracias a la precisión y sensibilidad de los dispositivos, pudieron incluso determinar la cantidad y composición del agua. Entonces, ALMA revela que el disco contiene al menos 1200 veces más agua que los océanos de nuestro planeta azul.

La composición es similar a la de los cometas de nuestro sistema solar. Por tanto, estos resultados confirman que el agua en los sistemas planetarios se formó hace miles de millones de años. Por lo tanto, ¡el agua de nuestro planeta es más antigua que nuestro sol!

Así, el origen del agua se encontró en el espacio interestelar. Tras su creación, el agua inicia un largo viaje por el universo, pasando de cometas a planetas…

Los científicos no quieren quedarse ahí y les gustaría utilizar el futuro Very Large Telescope de ESO (European Southern Observatory). Este instrumento infrarrojo podrá proporcionar más detalles sobre las fases gaseosas del agua y mapear su viaje desde las nebulosas hasta los planetas.

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