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Academia Ciencia

De una región hostil del Universo nacen planetas similares a la Tierra

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06/12/2023
Por: Natalia Piedrahita Tamayo- Periodista

Los primeros espectros de un disco remoto de formación planetaria capturados a través del Telescopio Espacial James Webb —JWST— son analizados por un grupo internacional de astrónomos y físicos, en el que están tres integrantes del Grupo de Física y Astrofísica Computacional FACom de la UdeA. La región observada está en la Nebulosa de la Langosta, a 6000 años luz de la Tierra, en el borde de nuestra galaxia.

Imagen
Composición artística de esta zona del universo basada en el estudio de los espectros arrojados por el JWST. Cortesía Fortuna y Ramírez Tannus. 

En uno de los confines de la galaxia, expuesto a la radiación ultravioleta de estrellas masivas de esa región, hay un disco de gas y polvo que rodea a una estrella similar al Sol, y en él se forman planetas rocosos similares a la Tierra. Es un entorno en el que abundan las moléculas de agua y carbono, ingredientes de la vida. Este disco fue nombrado XUE-1, en honor al dios solar muisca, deidad que fue el centro de la cosmogonía de este pueblo indígena amerindio.

El bautizo muisca de este lejano disco lo realizó María Claudia Ramírez-Tannus, astrofísica colombiana que trabaja en el Instituto Max Planck para Astronomía, en Alemania, y es la directora del proyecto «XUE: Inventario molecular en la región interior de un disco protoplanetario extremadamente irradiado». La investigadora, que sigue el rastro de las estrellas masivas, fue la primera en observar detalladamente esta región estelar y quien convocó al equipo de investigadores —3 de ellos de la Universidad de Antioquia— que ahora estudian diferentes dinámicas del disco observado.

«Nuestro aporte es construir modelos computacionales, es decir, nos llegan las observaciones del telescopio Webb y, a partir de nuestros modelos físicos, químicos y termodinámicos, tratamos de reconstruir las dinámicas de ese lugar lejano del universo. Este telescopio no nos reporta imágenes, sino espectros que son luz descompuesta y nosotros tenemos que explicar las variaciones de colores a través de la física», detalló Germán Chaparro Molano, investigador del Grupo de Investigación de Física y Astrofísica Computacional —FACom—, adscrito a la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UdeA. En esta investigación internacional también participan el profesor Pablo Cuartas Restrepo y el estudiante de doctorado Sebastián Hernández.

Estas observaciones son una novedad para la astronomía a escala internacional, ya que hasta hoy solo se habían observado discos de formación planetaria en regiones cercanas que no contienen estrellas masivas. «Las estrellas grandes, supermasivas, se forman muy lejos de la Tierra. Estas emiten grandes cantidades de radiación ultravioleta y afectan considerablemente su entorno. El sol, por ejemplo, no es tan masivo como las estrellas de esta región. Si estas estrellas estuvieran cerca de la Tierra, nos rostizarían», explicó Chaparro Molano.

Uno de los principales hallazgos de esta investigación es que, en lugares aparentemente hostiles para la vida y la formación planetaria, por la altísima radiación, se forman planetas con condiciones similares a la Tierra. Pero en estas zonas de formación de estrellas masivas hay leyes que no son tan comunes en nuestro sistema planetario, ya que en ellas se forman muchísimas estrellas al mismo tiempo.

Con todo esto, los investigadores calculan que hubo una edad de oro de la formación del universo, hace cerca de 10 000 millones de años y en la que, en estos entornos hostiles, se formaron más de la mitad de las estrellas de esta región, justo en el mismo instante cósmico se formó también nuestro sol y sus planetas.

«Asomarse a esta región nos ha permitido maravillarnos acerca de algo que no sabíamos: el efecto de estos entornos tan duros gobernados por radiación ultravioleta extrema, en las regiones internas de los discos, generan algo así como una cuna de estrellas y planetas. Son detalles de lujo que estamos observando a partir del JWST, porque nos muestra que todo es posible en el universo», sintetizó Pablo Cuartas Restrepo.

XUE es la abreviatura de «eXtreme UV environments», también es el dios solar muisca Xué o Sué, una figura relacionada con la agricultura y con su compañera Chía, o la Luna. En el relato mitológico Sué y Chibchacum, la lluvia, determinaron la cosmogonía y las dinámicas del pueblo muisca.

«Encontramos abundancia de agua, monóxido de carbono, dióxido de carbono, cianuro de hidrógeno y acetileno en las regiones más internas de XUE-1; lo cual da pistas sobre la composición probable de la atmósfera inicial de los planetas terrestres resultantes. También hallamos polvo de silicato en cantidades similares a las de las regiones de formación estelar de baja masa. Es la primera vez que se detectan moléculas de este tipo en condiciones extremas como estas», destacó Ramírez Tannus, líder del equipo de observación.

Esta investigación fue publicada el 30 de noviembre de 2023 en Astrophysical Journal Letters, y solo es el primer resultado del programa del Telescopio Espacial James Webb de eXtreme UV. La idea es que se sigan investigando las dinámicas de otros catorce discos planetarios de esta zona, con el fin de dar pistas sobre las dinámicas de procesos de nacimiento en regiones alejadas de nuestro sistema solar, que al parecer tienen varios  elementos en común con nuestro sistema solar.

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