Huellas químicas estelares para desvelar la composición de los exoplanetas
Las estrellas nacen en el torbellino que se genera cuando nubes frías y enormes de polvo y gas colapsan y encienden una estrella. El material que queda en el disco da lugar a rocas, cuyo tamaño puede alcanzar varios metros. A la larga, las rocas se acumularán y adquirirán un tamaño enorme para convertirse en planetas que orbitan alrededor de la estrella. Al mismo tiempo, una abrumadora red de reacciones químicas da lugar a moléculas orgánicas complejas que quedan atrapadas en las gélidas rocas que rodean la estrella; con el tiempo, estos llegan a los planetas. «Si desciframos los ingredientes principales del material que origina los planetas, tendremos una idea más amplia sobre el origen y la diversidad de estos. En la actualidad, hay muchísimos trabajos de investigación dedicados a medir la composición atmosférica de los exoplanetas, así como la de los planetas en nuestro sistema solar. Aunque esta estrategia tiene sentido, esas características solo permiten alimentar charlas sobre la habitabilidad de los exoplanetas que, en última instancia, está determinada por el material a partir del que surgieron», señala Mihkel Kama, coordinador del proyecto DISCO, financiado con fondos europeos.
Material estelar «contaminado» para indagar en los planetas
Hasta el momento, el estudio ha aportado unos conocimientos preliminares de la abundancia de oxígeno y carbono en los discos protoplanetarios. El objetivo principal de DISCO era descubrir otros elementos como parte de su composición química, a fin de saber mejor cómo surgen los planetas y, más concretamente, los entornos habitables. Los investigadores pusieron en marcha una nueva metodología llamada Contaminated A-stars Method (CAM), que se puede aplicar en estrellas ligeramente mayores que nuestro Sol. «Resulta muy difícil medir directamente la reserva de elementos químicos del material que forma los planetas cerca de una estrella, por eso buscábamos métodos nuevos e innovadores para hacerlo. Las estrellas similares al Sol tienen zonas de convección muy aceleradas, pero las estrellas masivas son más calmadas. Como resultado, los materiales que caigan en dicha estrella, como las masas de material para la formación de planetas o los gases que salen de un planeta caliente y cercano, no se mezclan en el interior de la estrella, sino que se van depositando en su superficie. Así, los astrónomos pueden medir su espectro y analizar la huella química del material agregado en su superficie», explica Kama.
Nuevos elementos químicos detectados por primera vez
Los investigadores han estudiado diferentes discos que dan lugar a planetas alrededor de estrellas jóvenes. Con anterioridad, se habían centrado principalmente en el carbono y el oxígeno, cuyo uso para conocer la composición de los planetas era limitado. Este trabajo ha producido resultados espectaculares. Por ejemplo, lograron descifrar la fracción exacta de átomos de sulfuro encerrados en partículas sólidas antes de la formación de los planetas. Esta información —muy difícil de obtener por otros medios y que ahora se puede conseguir para casi cualquier elemento mediante el CAM— aporta datos esenciales para los modelos de formación de planetas que se utilizan para predecir la composición elemental de los núcleos sólidos planetarios y las atmósferas gaseosas. El equipo también logró rastrear el sodio, el cinc, el hierro y el magnesio encerrados en partículas sólidas. «Los astrónomos que estudian los entornos de formación de planetas llevan tiempo intentando por todos los medios rastrear y caracterizar estos elementos. Esperamos que este trabajo sea un avance en el conocimiento de las propiedades de la Tierra y los planetas que giran en torno a otras estrellas», concluye Kama.
Palabras clave
DISCO, composición, exoplaneta, disco protoplanetario, contaminación por método de acrecentamiento, Contaminated A-Stars Method (CAM), sulfuro
