NEWSWISE – Los astrónomos han buscado durante mucho tiempo evidencia para explicar por qué los cometas en los confines exteriores de nuestro sistema solar contienen silicatos cristalinos, porque los cristales requieren un calor intenso para formarse, y estas «bolas de nieve sucias» pasan la mayor parte de su tiempo en el ultrafrío Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort. Ahora, mirando fuera de nuestro sistema solar, el Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha arrojado la primera evidencia definitiva que vincula cómo esas condiciones son posibles. El telescopio ha demostrado claramente por primera vez que el disco caliente de gas y polvo que rodea a la estrella más joven y en formación activa está compuesto de silicatos cristalinos. Un fuerte flujo capaz de transportar cristales a los bordes exteriores de este disco también reveló una red. En comparación con nuestro propio Sistema Solar, completamente formado y en su mayor parte limpio de polvo, los cristales se formaron aproximadamente entre el Sol y la Tierra.
Las observaciones microscópicas en el infrarrojo medio de la protoestrella de Webb, catalogada EC 53, muestran que poderosos vientos del disco de la estrella están catapultando estos cristales a lugares distantes.
«Las salidas en capas de EC 53 pueden levantar estos silicatos cristalinos recién formados y transportarlos hacia afuera como si estuvieran en una autopista espacial», dijo Jeong-Yun Lee, autor principal del nuevo artículo en Nature y profesor de la Universidad Nacional de Seúl en Corea del Sur. «La red nos mostró no sólo qué tipos de silicatos se encuentran en el polvo cerca de la estrella, sino también dónde estaban antes y durante la explosión».
El equipo utilizó el MIRI (instrumento de infrarrojo medio) de Webb para recopilar dos conjuntos de espectros muy detallados para identificar elementos y moléculas específicos y determinar sus estructuras. A continuación, mapearon exactamente dónde estaba EC 53 cuando estaba «tranquilo» (pero gradualmente «mordisqueando» su disco) y cuando estaba más activo (llamado fase de explosión).
Esta estrella, estudiada por este equipo y otros durante décadas, es muy predecible. (Otras estrellas jóvenes tienen estallidos irregulares o sus estallidos duran cientos de años). Aproximadamente cada 18 meses, EC 53 comienza una fase de bombardeo de 100 días, ganando velocidad y devorando por completo el gas y el polvo cercanos, mientras que parte de su consumo expulsa potentes chorros y flujos. Estas eyecciones pueden impulsar algunos de los cristales recién formados hacia las afueras del disco protoplanetario de la estrella.
«Incluso como científicos, podemos detectar silicatos específicos en el espacio, incluyendo forsterita y enstatita cerca de EC 53», dijo Doug Johnstone, coautor y director de investigación del Consejo Nacional de Investigación de Canadá. «Estos son los minerales más comunes en la Tierra. El ingrediente principal de nuestro planeta es el silicato». Durante décadas, la investigación ha identificado silicatos cristalinos en cometas de nuestro sistema solar, pero también en discos protoplanetarios distantes alrededor de otras estrellas un poco más antiguas, pero no pudieron precisar cómo llegaron allí. Con nuevos datos de la web, los investigadores ahora comprenden mejor cómo son posibles estas condiciones.
«La web no sólo nos muestra mucho, sino que también es increíblemente impresionante dónde está cada cosa», dijo Joel Green, coautor y científico de instrumentos del Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. «Nuestro equipo de investigación mapeó cómo se mueven los cristales a través del sistema. Hemos demostrado efectivamente cómo una estrella crea y distribuye estas partículas ultrafinas, cada una de las cuales es significativamente más pequeña que un grano de arena».
Los datos MIRI de Webb muestran claramente los chorros estrechos y de alta velocidad de gas caliente de la estrella cerca de sus polos, y flujos de salida ligeramente más fríos y más lentos desde la región más interna y caliente del disco que alimenta a la estrella. La imagen de arriba, tomada por otro instrumento web llamado NIRCam (cámara de infrarrojo cercano), muestra un conjunto de viento y luz dispersa como un semicírculo blanco inclinado hacia la derecha desde el disco de EC 53. Sus vientos fluyen aproximadamente en dirección opuesta detrás de la estrella, pero en luz infrarroja, esta región parece oscura. Sus jets son demasiado pequeños para elegir.
Mirar adelante
EC 53 todavía está «envuelto» en polvo y puede que lo esté durante otros 100.000 años. A lo largo de millones de años, a medida que el disco de la joven estrella se llena de polvo y guijarros adolescentes, se produce un número incalculable de colisiones que pueden acumular lentamente una serie de grandes rocas, que eventualmente conducirán a la formación de planetas gigantes terrestres y gaseosos. A medida que el disco se asienta, la estrella y los planetas rocosos completan su formación, el polvo se aclara en gran medida (ya no oscurece la vista) y la estrella similar al Sol permanece en el centro de un sistema planetario claro, con «basura» de silicato cristalino por todas partes.
EC 53 es parte de la Nebulosa Serpentina, que se encuentra a 1.300 años luz de la Tierra y está llena de estrellas en formación activa.
Para obtener más información o descargar imágenes en resolución completa, visite https://science.nasa.gov/missions/webb/nasa-webb-finds-young-sun-like-star-forging-spewing-common-crystals
El Telescopio Espacial James Webb es el observatorio científico espacial más importante del mundo. La web está resolviendo misterios en nuestro sistema solar, mirando más allá, hacia mundos distantes alrededor de otras estrellas, e investigando las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. WEB es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios ESA (Agencia Espacial Europea) y CSA (Agencia Espacial Canadiense).
