Un disco protoplanetario excepcional observado en términos de número y abundancia de compuestos de carbono
Se consideran los componentes básicos de la vida y, por lo tanto, son muy buscados por los investigadores de exoplanetas. Se trata de compuestos de carbono descubiertos recientemente en gran variedad y sobre todo en abundancia en el disco protoplanetario de la joven estrella ISO-ChaI 147.
Los compuestos de carbono, tanto moléculas orgánicas como inorgánicas, tienen una característica común, es decir, poder absorber y emitir radiación infrarroja.
Por tanto, para poder detectar la presencia de compuestos de carbono en el espacio se necesitan instrumentos sensibles en la banda infrarroja. Los dos instrumentos más importantes a bordo del telescopio espacial James Webb, la cámara NIRCam y la espectrocámara MIRI, fueron construidos para ser sensibles en la banda infrarroja.
Esto significa que si un objeto astronómico tiene moléculas basadas en carbono, el telescopio James Webb es el instrumento más adecuado para detectar la radiación absorbida o emitida por él.
Hay objetos astronómicos en los que resulta especialmente interesante descubrir si contienen moléculas de carbono. Estos incluyen planetas y discos protoplanetarios.
¿Por qué el carbono es tan interesante?
El átomo de carbono tiene una gran capacidad para unirse a otros átomos de una manera extremadamente estable. La estabilidad de sus enlaces permite la formación de moléculas muy complejas así como el acoplamiento dentro de una misma molécula de átomos que de otro modo no podrían unirse entre sí directamente.
Esta predisposición a la formación de compuestos complejos explica su abundancia en organismos vivos tanto animales como vegetales.
La relación entre los compuestos de carbono y la vida hace que la búsqueda de carbono sea particularmente interesante allí donde existen o se forman nuevos mundos, es decir, exoplanetas y discos protoplanetarios.
El descubrimiento de compuestos de carbono en exoplanetas o incluso antes en los discos de polvo y gas en los que debe tener lugar la formación de planetas es de gran importancia para los astrónomos.
La búsqueda y descubrimiento de exoplanetas y el posterior estudio de sus atmósferas está motivado por el deseo de descubrir formas de vida como la que conocemos, basadas en el carbono. Los compuestos complejos de carbono son un diagnóstico para la búsqueda de vida en otros planetas.
Todo el carbono que quieras
Ya se había establecido la presencia de moléculas complejas que contienen carbono en objetos fuera del sistema solar. Sin embargo, la reciente observación del disco protoplanetario de la estrella ISO-ChaI 147 realizada por el telescopio espacial James Webb ha revelado la química de hidrocarburos más rica jamás observada en un disco protoplanetario.
Se observaron 13 moléculas diferentes que contienen carbono, incluido el etano (C2H6), nunca antes observado fuera del sistema solar, pero también etileno, propino y el radical metilo.
Se trata de moléculas que ya están presentes entre los gases del disco y, por lo tanto, ya están disponibles para convertirse en parte constituyente de futuras atmósferas exoplanetarias.
La abundancia de carbono en el gas implicaría su escasez en el material sólido que por tanto formará planetas pobres en carbono (en este sentido, la Tierra también está clasificada como planeta pobre en carbono).
La composición del disco de ISO-ChaI 147, con una masa 1/10 de la del Sol a unos 600 años luz de la Tierra, es muy diferente de la composición de los discos alrededor de estrellas con una masa similar a la del Sol, lo que hace esta estrella es realmente peculiar.
El equipo de astrónomos que realizó las observaciones con James Webb y descubrió tal abundancia y variedad de compuestos de carbono planea extender esta investigación a muchos otros discos protoplanetarios de estrellas de muy baja masa para comprender si ISO-ChaI 147 es un caso único o típico de estrellas mucho más pequeñas que el Sol.
Fuentes y referencias del estudio:
A. M. Arabhavi et al., Abundant hydrocarbons in the disk around a very-low-mass star. Science (2024).