El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha realizado las primeras mediciones directas tanto de la composición química como del estado físico de un posible disco de formación lunar que rodea a un exoplaneta masivo. El disco rico en carbono rodea el planeta, conocido como CT Cha b, situado a unos 625 años luz de la Tierra. Incluso si no se detectan lunas en los datos web, el entorno puede servir como lugar de nacimiento para futuras lunas, proporcionando información valiosa sobre cómo surgen estos satélites naturales.
Estos resultados se demuestran en el estudio descrito. Cartas de revistas astrofísicas.
Un sistema estelar joven en sus primeras etapas
La estrella CT Cha b que orbita tiene sólo 2 millones de años y todavía recoge material de su entorno. Sin embargo, las observaciones de Webb muestran que el pequeño disco que rodea al planeta está separado del disco grande que alimenta a la estrella. El planeta y su estrella están a una enorme distancia de 46 mil millones de millas, lo que revela que son sistemas claramente activos.
Comprender cómo se forman los planetas y las lunas es esencial para explicar cómo evolucionan los sistemas planetarios en toda la galaxia. Las lunas probablemente superan en número a los planetas, y algunas incluso pueden albergar condiciones adecuadas para la vida. Gracias al poder de la Web, los astrónomos están empezando a observar directamente estos primeros momentos del desarrollo planetario y lunar.
Rastreando el origen del sistema planetario
Los investigadores dicen que el descubrimiento es un gran avance en la comprensión de cómo se forman y crecen los planetas y las lunas. Las detalladas observaciones de Webb permiten a los científicos comparar este joven sistema con la historia temprana de nuestro propio sistema solar, que tomó forma hace más de 4 mil millones de años.
“Vemos evidencia de un disco alrededor de su compañero y podemos estudiar la química por primera vez. No sólo estamos presenciando la formación de la Luna, sino que estamos presenciando la formación de este planeta”, dijo la coautora principal Sierra Grant del Instituto Carnegie para la Ciencia en Washington.
“Estamos analizando qué material crece para formar planetas y lunas”, añadió el autor principal Gabriele Cugno, de la Universidad de Zurich y miembro del Centro Nacional de Competencia para la Investigación de Planetas.
Exponiendo planetas distantes a la luz
Para estudiar CT Cha b, Webb utilizó su MIRI (instrumento de infrarrojo medio) y un espectrógrafo de resolución media. Los análisis iniciales de los datos web archivados indicaron moléculas dentro del disco alterado, lo que provocó una investigación más detallada. Debido a que el tenue brillo del planeta se pierde fácilmente en el brillo de su estrella anfitriona, los investigadores utilizaron técnicas de imágenes de alto contraste para separar la luz del planeta de la luz de la estrella.
“Vimos moléculas en las posiciones de los planetas, por lo que supimos que había cosas en las que profundizar y necesitábamos pasar un año tratando de obtener los datos. Realmente requirió mucha perseverancia”, dijo Grant.
El equipo finalmente identificó siete moléculas que contienen carbono en el disco, incluido el acetileno (C2h2) y benceno (C6h6) Esta fuerte firma de carbono contrasta marcadamente con la química del propio disco de la estrella, donde hay agua pero no hay carbono. Las diferencias químicas entre los dos discos revelan la rapidez con la que estos entornos pueden evolucionar: del orden de sólo 2 millones de años.
Un vistazo a la formación de la luna
Los científicos han teorizado durante mucho tiempo que las cuatro lunas más grandes de Júpiter (Ío, Europa, Ganímedes y Calisto) surgieron de un disco similar alrededor del joven planeta hace miles de millones de años. La alineación de sus órbitas apoya esta idea. Las dos lunas exteriores, Ganímedes y Calisto, están compuestas por aproximadamente un 50% de hielo de agua, pero probablemente tengan núcleos rocosos ricos en elementos como carbono o silicio.
“Queremos aprender más sobre cómo nuestro sistema solar formó la Luna. Eso significa que tenemos que observar otros sistemas que aún están en construcción. Estamos tratando de entender cómo funciona todo”, dijo Cugno. “¿Cómo surgen estas lunas? ¿Cuáles son sus componentes? ¿Qué procesos físicos están en juego y durante qué período? La Web nos permite presenciar el drama de la formación de la luna e investigar estas cuestiones mediante observación por primera vez”.
Durante el próximo año, el equipo de investigación planea utilizar la web para estudiar otros sistemas planetarios jóvenes, con el objetivo de comparar las diferencias físicas y químicas entre los discos que algún día podrían dar lugar a lunas.
El Telescopio Espacial James Webb es el observatorio espacial líder en el mundo, diseñado para explorar el universo con una precisión incomparable. Está ayudando a los científicos a desentrañar los misterios de nuestro sistema solar, estudiar planetas distantes que orbitan otras estrellas y rastrear las primeras galaxias que dieron forma al cosmos. Webb es una asociación internacional entre la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA), que combina tecnología avanzada y colaboración global para ampliar nuestra comprensión del universo y nuestro lugar dentro de él.
