Investigadores descubren destrucción mensual de agua equivalente a los océanos de la Tierra en la Nebulosa de Orión

Un equipo internacional, que incluye a astrofísicos occidentales. Els Peeters Y Jan Camiobservaron la destrucción y reformación de una gran cantidad de agua en un disco de formación de planetas ubicado en el corazón de la Nebulosa de Orión.

Este descubrimiento fue posible gracias a un enfoque multidisciplinario original que combina observaciones de Telescopio espacial James Webb (JWST) y cálculos de física cuántica.

El estudio, que forma parte del programa PDRs4All Early Release Science y dirigido por Universidad Paris-Saclay Marion Zannese, estudiante de doctorado, fue publicado hoy en astronomía natural.

PDRs4All es uno de los 13 programas científicos de lanzamiento temprano seleccionados por la NASA para demostrar las capacidades del JWST, reuniendo a un consorcio internacional.

Els Peeters

«Es tan impresionante que con tan solo unos pocos píxeles de observaciones y centrándonos en unas pocas líneas, podemos entender que un océano entero de agua se evapora cada mes», afirmó Peeters, co-investigador principal del estudio. PDRs4All y miembro del cuerpo docente de Instituto Occidental para la Exploración de la Tierra y el Espacio. “Este descubrimiento se basó en una pequeña fracción de nuestros datos espectroscópicos. Es emocionante que tengamos muchos más datos para extraer y no puedo esperar a ver qué más podemos encontrar.

El agua es un ingrediente esencial para el surgimiento de la vida tal como la entendemos actualmente. En la Tierra, la mayor parte del agua de nuestros océanos se formó mucho antes del nacimiento del sistema solar, en las regiones frías del espacio interestelar, a -250°C. Sin embargo, una fracción de esta agua podría haber sido destruida y reformada a temperaturas más altas (100-500°C) cuando el sistema solar todavía era un disco de gas y polvo que orbitaba alrededor de nuestro joven y naciente Sol.

Para comprender este enigmático reciclaje de agua, el equipo internacional de astronomía apuntó el JWST a “d203-506”, un disco de formación de planetas ubicado en la Nebulosa de Orión, un foco de sistemas planetarios. La intensa radiación ultravioleta producida por estrellas masivas provoca que el agua en d203-506 sea destruida y reformada, convirtiéndolo en un verdadero laboratorio interestelar.

Jan Cami

“El telescopio James Webb es increíblemente poderoso. No estamos hablando de encontrar una aguja en un pajar para este descubrimiento. Es una aguja en un pajar hecho de agujas”, dijo Cami, una física y astronomía profesor y miembro principal de PDRs4All.

Un salto cuántico

Una colaboración con expertos en dinámica cuántica de Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo de Madrid (España) y la Observatorio de Leiden (Países Bajos) fue la clave para entender cómo se podía observar la formación y destrucción de moléculas situadas a más de 1.000 años luz de distancia.

Cuando la luz ultravioleta destruye el agua, se libera una molécula de hidroxilo, seguida de la emisión de fotones que se propagan al JWST. En total, se estima que cada mes se destruye el equivalente a toda el agua de los océanos de la Tierra y se repone en el sistema d203-506.

Pero la historia no termina allí. Mediante un mecanismo similar, JWST revela que el hidroxilo, un intermediario clave en la formación de agua, también se produce en abundancia a partir del oxígeno atómico. Parte del agua que forma los océanos de la Tierra puede haber pasado por ese ciclo.

Izquierda y centro: el joven disco d203-506 enterrado en la Nebulosa de Orión visto por el JWST ©NASA/ESA/CSA/PDRs4All/Salomé. Derecha: Animación que ilustra cómo las observaciones del JWST revelaron la formación y destrucción del agua. ©M. Zannais