El James Webb capta abundante carbono molecular alrededor de una joven estrella

Observaciones realizadas con el telescopio James Webb del disco de gas y polvo alrededor de una joven estrella han revelado la mayor cantidad de moléculas que contienen carbono observada hasta ahora en un disco de este tipo. Estos hallazgos, según los autores, tienen importantes implicaciones para la composición potencial de los planetas que podrían formarse alrededor de esta estrella.

Los planetas rocosos tienen más probabilidades de formarse alrededor de estrellas de baja masa que los gigantes gaseosos, lo que los convierte en los planetas más comunes alrededor de las estrellas más frecuentes en nuestra galaxia. Sin embargo, se sabe poco sobre la química de estos mundos, que pueden ser similares o muy diferentes a la Tierra. Al estudiar los discos a partir de los cuales se forman estos planetas, los astrónomos esperan comprender mejor el proceso de formación planetaria y las composiciones de los planetas resultantes.

Los discos de formación planetaria alrededor de estrellas de muy baja masa son difíciles de estudiar porque son más pequeños y más tenues que los discos alrededor de estrellas de alta masa. Un programa llamado MIRI (Mid-Infrared Instrument) Mid-INfrared Disk Survey (MINDS) tiene como objetivo utilizar las capacidades únicas del telescopio Webb para construir un puente entre el inventario químico de los discos y las propiedades de los exoplanetas.

«El Webb tiene una mejor sensibilidad y resolución espectral que los telescopios espaciales infrarrojos anteriores», explicó en un comunicado el autor principal Aditya Arabhavi de la Universidad de Groninga en los Países Bajos. «Estas observaciones no son posibles desde la Tierra, porque las emisiones del disco están bloqueadas por nuestra atmósfera».

En un nuevo estudio, este equipo exploró la región alrededor de una estrella de muy baja masa conocida como ISO-ChaI 147, una estrella de entre 1 y 2 millones de años que pesa solo 0,11 veces más que el Sol. El espectro revelado por el MIRI del Webb muestra la química de hidrocarburos más rica observada hasta la fecha en un disco protoplanetario: un total de 13 moléculas diferentes que contienen carbono. Los hallazgos del equipo incluyen la primera detección de etano (C2H6) fuera de nuestro sistema solar, así como de etileno (C2H4), propino (C3H4) y el radical metilo CH3.

«Estas moléculas ya se han detectado en nuestro sistema solar, como en cometas como 67P/Churyumov–Gerasimenko y C/2014 Q2 (Lovejoy)», añadió Arabhavi. «Webb nos permitió comprender que estas moléculas de hidrocarburos no solo son diversas sino también abundantes. Es asombroso que ahora podamos ver la danza de estas moléculas en las cunas planetarias. Es un entorno de formación planetaria muy diferente del que solemos imaginar».

El equipo indica que estos resultados tienen grandes implicaciones para la química del disco interior y los planetas que podrían formarse allí. Dado que Webb reveló que el gas en el disco es tan rico en carbono, es probable que quede poco carbono en los materiales sólidos a partir de los cuales se formarían los planetas. Como resultado, los planetas que podrían formarse allí podrían ser, en última instancia, pobres en carbono, similar a la Tierra.

«Esto es profundamente diferente de la composición que vemos en los discos alrededor de estrellas de tipo solar, donde predominan las moléculas portadoras de oxígeno, como el agua y el dióxido de carbono», añadió la miembro del equipo Inga Kamp, también de la Universidad de Groninga. «Este objeto establece que se trata de una clase única de objetos».

«Es increíble que podamos detectar y cuantificar la cantidad de moléculas que conocemos bien en la Tierra, como el benceno, en un objeto que está a más de 600 años luz de distancia», añadió la miembro del equipo Agnés Perrin del Centro Nacional de la Investigación Científica en Francia.