Gracias a ALMA, un equipo de astrónomos
detectó varias moléculas orgánicas complejas alrededor de la joven estrella
V883 Ori.
Tras una erupción repentina, la estrella
empezó a liberar moléculas presentes en el material helado del disco
protoplanetario.
La composición química del disco es similar a la de los
cometas del Sistema Solar actual. La sensibilidad de ALMA permite a los
astrónomos reconstituir la evolución de las moléculas orgánicas desde el
nacimiento del Sistema Solar hasta los objetos que vemos hoy.
El equipo de investigación dirigido por
Jeong-Eun Lee (Universidad Kyung Hee) usó el Atacama Large
Millimeter/submillimeter(ALMA) para detectar moléculas orgánicas complejas como
el metanol (CH3OH), la acetona (CH3COCH3), el acetaldehído (CH3CHO), el formiato
de metilo (CH3OCHO) y el acetonitrilo (CH3CN). Esta es la primera vez que se
detecta acetona de manera fehaciente en una región de formación planetaria, o
disco protoplanetario.
Los discos protoplanetarios contienen
partículas de polvo de apenas unos micrómetros que se encuentran cubiertas de
moléculas congeladas.
La repentina erupción de V883 Ori está
ahora calentando el disco y sublimando el hielo, que libera estas moléculas en
forma de gas. En un disco de este tipo, la región donde la temperatura alcanza
el nivel de sublimación molecular se conoce como línea de nieve.
El radio de las líneas de nieve suele ser
de algunas unidades astronómicas (UA) alrededor de estrellas jóvenes y comunes,
pero en las estrellas que hacen erupción pueden alcanzar 10 veces ese tamaño.
“Es difícil obtener imágenes de un disco
de unas pocas unidades astronómicas con los telescopios actuales”, explica Lee.
“Sin embargo, en una estrella que hace
erupción, el hielo se derrite y se esparce en el disco, y se vuelve más fácil ver
las distribuciones de las moléculas. A nosotros nos interesa la distribución de
moléculas orgánicas complejas, que constituyen los componentes básicos de la
vida”, añade el científico.
El hielo, junto con las moléculas
orgánicas congeladas, podría guardar una estrecha relación con el surgimiento
de la vida en los planetas.
En nuestro Sistema Solar, los cometas
acaparan la atención debido a la gran cantidad de componentes congelados que
transportan.
Por ejemplo, la famosa sonda Rosetta de la
Agencia Espacial Europea, detectó una rica composición química orgánica
alrededor del cometa Churyumov-Gerasimenko.
Se cree que los cometas se formaron en las
regiones frías y más lejanas del proto-Sistema Solar, donde las moléculas
estaban atrapadas en el hielo. El estudio de la composición química del hielo
en los discos protoplanetarios está relacionado con el estudio del origen de
las moléculas orgánicas en los cometas y del origen de los componentes básicos
de la vida.
Gracias a la aguda visión de ALMA y de la
línea de nieve expandida por la erupción de la estrella, los astrónomos
pudieron observar la distribución espacial del metanol y del acetaldehído.
La distribución de estas moléculas forma
un anillo con un radio de 60 UA, el doble de la órbita de Neptuno. Los
investigadores dan por sentado que, dentro de este anillo, las moléculas son
invisibles debido a que son oscurecidas por el denso material, y fuera de él
son invisibles porque están congeladas.
“Como los planetas rocosos y helados están
hechos de material sólido, la composición química de los sólidos de los discos
es especialmente importante.
Las erupciones son oportunidades únicas
para estudiar los sublimados fríos y, por consiguiente, la composición de los
sólidos”, señala Yuri Aikawa, de la Universidad de Tokio, quien forma parte del
equipo de investigación.
V883 Ori es una joven estrella ubicada a
unos 1.300 años luz de la Tierra que está experimentando una erupción de tipo
FU Orionis: un aumento repentino del brillo debido a un intenso chorro de
material que fluye del disco a la estrella.
Estos chorros generalmente no duran más de
100 años, de ahí que sean tan escasas las oportunidades para observarlos. Sin
embargo, como las estrellas jóvenes experimentan erupciones de tipo FU Ori
durante un largo período de su juventud, los astrónomos esperan poder
determinar la composición química del hielo a lo largo de su evolución.
En otra observación realizada con ALMA
(Van’t Hoff et al. 2018, ApJL, 864, 23), también se detectaron emisiones de
CH3OH en V883 Ori. No obstante, la sensibilidad y la resolución de las
observaciones habían sido insuficientes para determinar la estructura de la
línea de nieve.
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