Utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), astrónomos de la Universidad Johns Hopkins (JHU) y de otras instituciones han detectado hielo de agua en un disco de escombros alrededor de HD 181327, una estrella joven ubicada a 160 años luz de la Tierra. El hallazgo se publicó en un artículo el 14 de mayo en la revista Nature.
Los discos de escombros son conjuntos de cuerpos pequeños que orbitan estrellas, incluyendo asteroides, objetos del cinturón de Kuiper, cometas y polvo de escombros micrométrico. La observación de estos discos podría ayudarnos a comprender mejor la evolución de los sistemas planetarios, la composición del polvo, los cometas y los planetesimales fuera de nuestro sistema solar.
Dado que el agua desempeña un papel fundamental en la formación de planetas y cuerpos menores, los astrónomos también buscan su presencia en discos de escombros. Sin embargo, aunque el hielo de agua se ha detectado comúnmente en objetos del cinturón de Kuiper y cometas del sistema solar, hasta la fecha no se ha encontrado evidencia definitiva de hielo de agua en discos de escombros extrasolares.
Ahora, un estudio reciente realizado por un equipo de astrónomos dirigido por Chen Xie, de la JHU, afirma el descubrimiento de hielo de agua en un disco de escombros de HD 181327, una estrella de tipo F6 a una distancia de unos 155,5 años luz. La detección se realizó mediante el Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano (NIRSpec) del JWST.
«Aquí, informamos del descubrimiento de hielo de agua en el disco de HD 181327 utilizando el Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano del Telescopio Espacial James Webb», escriben los investigadores en el artículo.
El disco de HD 181327 se encuentra a una distancia aproximada de 84 UA y su anchura es de unas 25 UA. Observaciones previas de este disco han identificado la presencia de planetesimales ricos en volátiles similares a cometas y objetos del cinturón de Kuiper. Esto, junto con la edad relativamente joven de la estrella, de 18,5 millones de años, convierte al disco en un análogo joven del cinturón de Kuiper y, por lo tanto, en un excelente lugar para buscar hielo de agua.
El equipo de Xie informa que el espectro de reflectancia del disco de HD 181327, a 90-105 UA, presenta una amplia inclinación en forma de cuenco entre 2,7 y 3,4 µm. Esto concuerda con la característica de 3 µm del hielo de agua. Además, detectaron un pico estrecho y pronunciado a 3,1 µm tanto en el espectro del disco como en su espectro de reflectancia, y lo atribuyen al pico de Fresnel del hielo de agua, como se observa en los espectros de los anillos de Saturno y los objetos del cinturón de Kuiper.
«La presencia del pico de Fresnel indica un efecto de lente refractiva debido a la forma cristalina de partículas grandes de hielo de agua (es decir, >1 mm)», explican los astrónomos.
Por lo tanto, basándose en los nuevos hallazgos, los científicos concluyen que el disco de escombros de HD 181327 alberga una reserva de hielo de agua, rica en materiales presentes en cuerpos helados de las regiones exteriores del sistema solar.
La fracción de masa de hielo de agua en la parte exterior del disco alrededor de HD 181327, medida en un 13,9 %, reveló que el disco es dinámico, con partículas de hielo de tamaño micrométrico en constante creación y destrucción.
Además de la detección de hielo de agua, el estudio también detectó la presencia de sulfuro de hierro y olivino en el disco investigado. Los autores del artículo explicaron que se ha encontrado sulfuro de hierro en muestras de micrometeoritos y cometas, mientras que el olivino es una especie de polvo refractario muy común en discos protoplanetarios, discos de escombros, así como en cometas y asteroides.
Con información de arXiv
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