Los astrónomos detectan benceno en un planeta

Un equipo internacional de astrónomos, incluido varios investigadores holandeses, ha observado por primera vez la molécula de benceno (C6H6) en un disco de formación de planetas alrededor de una estrella joven.

Además del benceno, vieron muchos otros compuestos de carbono más pequeños y pocas moléculas ricas en oxígeno. Las observaciones sugieren que, al igual que nuestra propia Tierra, los planetas rocosos que se forman en este disco contienen relativamente poco carbono. Los científicos publican sus hallazgos el jueves por la tarde en la revista Nature Astronomy.

Los investigadores estudiaron la joven y pequeña estrella J160532 (una décima parte de la masa de nuestro Sol), situada a unos 500 años luz de nosotros, en la constelación de Escorpio. Alrededor de estrellas jóvenes tan pequeñas se forman muchos planetas rocosos similares a la Tierra, en discos hechos de gas y polvo. Hasta ahora, ha sido difícil estudiar las moléculas en la parte cálida del interior de estos discos, donde se forman la mayoría de los planetas, debido a la sensibilidad y resolución espectral limitadas de los observatorios anteriores.

Para su investigación, los científicos utilizaron datos del espectrómetro MIRI a bordo del telescopio espacial James Webb. MIRI puede ver a través de las nubes de polvo y es especialmente adecuado para medir el gas caliente en los discos internos. La óptica principal del espectrómetro MIRI fue diseñada y construida por la Escuela de Investigación de Astronomía de los Países Bajos (NOVA).

"Este es exactamente el tipo de ciencia para la que fue diseñado el espectrómetro MIRI", afirma Ewine van Dishoeck (Universidad de Leiden), que ha participado en la construcción de Webb y el instrumento MIRI desde el principio. "Los espectros contienen una gran cantidad de datos que nos dicen algo sobre la composición química y física de los discos de formación de planetas".

Mucho gas carbónico, poco oxígeno.

Además de la primera observación del benceno en un disco de formación de planetas, los investigadores también observaron por primera vez el hidrocarburo diacetileno (C4H2) y una cantidad inusualmente grande de gas acetileno (C2H2), un hidrocarburo muy reactivo. Sorprendentemente, hay muy poca agua y dióxido de carbono en este disco. Sin embargo, esos compuestos ricos en oxígeno se encuentran a menudo en otros discos de polvo. La identificación de estas moléculas requirió una estrecha colaboración con los químicos que miden los espectros (las huellas dactilares químicas) en el laboratorio.

Los investigadores sospechan que el benceno y el (di-)acetileno se liberan en el disco tras la destrucción de los granos de polvo ricos en carbono por parte de la joven estrella activa. Los granos de polvo que quedan contendrían silicatos con relativamente poco carbono. En una fase posterior, los granos bajos en carbono se agrupan en trozos más grandes. Estos eventualmente se convierten en planetas rocosos como la Tierra. Este escenario puede explicar por qué nuestra propia Tierra es tan pobre en carbono.

Faltan cincuenta discos

Mientras tanto, los investigadores están trabajando en los datos de más de 30 discos de polvo alrededor de estrellas jóvenes y se esperan datos de 20 discos más este año. Al hacerlo, se espera que descubran otras moléculas y adquieran más conocimientos sobre la formación de planetas alrededor de estrellas, desde las más pequeñas hasta aquellas que tienen entre 2 y 3 veces la masa de nuestro sol.

El autor principal del estudio, Benoît Tabone (ahora investigador del CNRS en la Universidad Paris-Saclay en Francia y anteriormente afiliada a la Universidad de Leiden) concluye: "Este trabajo es sólo un primer vistazo a las condiciones físicas y químicas en las que se encuentran los planetas similares a la Tierra como nuestra Tierra". formado." El coautor Aditya Arabhavi, estudiante de doctorado en la Universidad de Groningen, añade: “Se descubrirán muchas más moléculas, ya sea en el disco de J160532 o en otros discos. Webb es un 'patio de juegos' no sólo para los astrónomos, sino también para los expertos en física molecular”.

MINDS (Encuesta de disco de infrarrojo medio MIRI)

La encuesta se llevó a cabo dentro del programa MINDS de Observación de Tiempo Garantizado (GTO) de JWST. El programa está codirigido por Inga Kamp (Universidad de Groningen). Participan estrechamente astrónomos de Groningen, Leiden y Nijmegen.

Papel cientifico

Una rica química de hidrocarburos y una alta proporción de C a O en el disco interno alrededor de una estrella de muy baja masa. Por: B. Tabone et al. En: Nature Astronomy, 11 de mayo de 2023. (acceso abierto))

Astrobiología, Astroquímica

Cofundador de SpaceRef, miembro del Explorers Club, ex-NASA, equipos visitantes, periodista, espacio y astrobiología, escalador caído.