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¿Cómo existimos? ¿De dónde venimos? Fueron las preguntas que se hicieron hace un año el grupo de astrónomos liderados por la colombiana María Claudia Ramírez, astrónoma en el Instituto Max Planck, en Alemania, para ganar un cupo de observación con el telescopio espacial James Webb. Desde entonces, han venido estudiando si en entornos de la galaxia con condiciones extremas y hostiles pueden formarse planetas como la Tierra, donde existen condiciones para propiciar la vida. (Lea: Un objeto visible en el espacio serían dos galaxias y no una, como se creía)
La idea, dice Ramírez, era entender qué le hace la radiación ultravioleta, esos rayos invisibles que forman parte de la energía que proviene de las estrellas, a los discos que están alrededor de otras estrellas como nuestro Sol. La astrónoma añadió, de hecho, que hay evidencia de que este se formó en una región densamente poblada de estrellas. “Pensamos que esas estrellas que estaban al lado de los soles recién nacidos influyeron mucho en la formación de planetas alrededor de astros como el Sol y pensamos que, gracias a esa influencia, es que el sistema solar se ve como se ve”, comenta Ramírez.
En busca de pistas para responder esa pregunta, la astrónoma y su equipo se centraron en estudiar la región interna de XUE-1, un disco de gas y polvo, expuesto a una intensa radiación ultravioleta de estrellas masivas de esa región y que rodea a una estrella similar al Sol. Su nombre, cuenta la colombiana, hace honor al dios del Sol en la cultura muisca y sus siglas en inglés significan Extreme UV Environments.
Tras varios análisis, el equipo de investigación se topó con un hallazgo que Ramírez cataloga como inesperado y emocionante. En los resultados publicados en la revista Astrophysical Journal Letters señalan que encontraron que en el interior de este disco había algunos elementos que conocemos en la Tierra y que son básicos para la vida, como agua, dióxido de carbono o acetilcolina. (Puede leer: Publican las primeras imágenes de disco completo del Sol)
“Esto proporciona pistas valiosas sobre la probable composición de la atmósfera inicial de los planetas terrestres resultantes”, asegura la astrónoma. Además encontraron polvo de silicato en cantidades similares a las de las regiones de formación estelar de baja masa. “Es la primera vez que se detectan moléculas de este tipo en condiciones extremas como estas”, aclara.
Ramírez cuenta que, hasta el momento, únicamente habían podido observar discos de formación planetaria en regiones cercanas a nuestra galaxia y que no contenían estrellas masivas. También confiesa que en estudios pasados realizaron modelos y determinaron que como en esta zona donde está XUE-1 había una cantidad grande de radiación ultravioleta, que es violenta, los elementos iban a estar destruidos. Incluso llegaron a pensar que no iban a encontrar nada.
“Es lo mismo como nosotros con el Sol. Ni siquiera produce tanta radiación ultravioleta y aun así nos tenemos que proteger, porque si no, nos daña la piel”, explica. En esta zona, añade, donde la radiación es un millón de veces más que la del Sol, “nos encontramos con un panorama totalmente opuesto: XUE-1 se parece mucho a los discos que ya conocíamos en el vecindario solar, que son aquellos que sabemos que van a producir planetas después”. (Le puede interesar: Proponen nuevo método para caracterizar planetas habitables en el universo)
Todo esto, en palabras más simples, lo que demuestra es que existen condiciones favorables para formar planetas similares a la Tierra y los ingredientes para la vida, incluso en aquellos entornos que son mucho más hostiles que nuestra galaxia. Sin embargo, dice Ramírez, en estas zonas de formación de estrellas masivas “hay leyes que no son tan comunes en nuestro sistema planetario. En ellas, por ejemplo, se forman muchísimas estrellas al mismo tiempo”.
Antes del lanzamiento del telescopio espacial James Webb, el más potente hasta la fecha, era imposible ver discos alrededor de estrellas como el Sol a esa distancia, porque no son suficientemente brillante, dice Ramírez. El James Webb fue clave, entre otras cosas, por los colores en los que “mira”, que es en infrarojo, porque, como dice la astrónoma, moléculas como el agua, el dióxido de carbono o el monóxido de carbono emiten su radiación en esos colores que puede detectar Webb y, además su resolución, ayuda a diferenciar en detalle cuáles son las moléculas para poder caracterizarlas.
Con los datos recopilados, los astrónomos calculan que pudo existir una “edad de oro” de la formación del universo y que se pudo registrar hace un poco más de 10.000 millones de años. En este tiempo y en esos entornos hostiles, dicen en los resultados publicados, “se formaron más de la mitad de las estrellas de esta región, justo en el mismo instante cósmico se formó también el Sol y sus planetas”.
La Nasa señala que estas son muy buenas noticias para la formación de planetas rocosos. “El equipo científico descubre que las condiciones en el disco interno se parecen a las que se encuentran en los discos bien estudiados ubicados en regiones cercanas de formación de estrellas, donde solo se forman estrellas de baja masa”, dice la agencia. Esto, en términos mucho más sencillos, sugiere que los planetas rocosos pueden formarse en una gama de entornos mucho más amplia de lo que se creía antes.
Ahora, en una segunda fase de la investigación, al equipo de Ramírez se sumarán otros investigadores de la Universidad Nacional y de la Universidad de Antioquia (UDEA), como Germán Chaparro Molano, investigador del Grupo de Investigación de Física y Astrofísica Computacional; Pablo Cuartas Restrepo, investigador y profesor de Ciencias Planetarias de la UDEA; y el estudiante de doctorado Sebastián Hernández.
La tarea de estos investigadores, cuenta Cuartas, consiste en elaborar modelos computacionales con los datos obtenidos de las observaciones del James Webb, las cuales son espectros. “Nuestra labor es realizar los modelos teóricos en un código computacional con un programa especial. La idea es ver la evolución térmica y química de los discos para comparar la teoría con lo que está observando el equipo de Ramírez desde el James Webb”, aclara Cuartas y agrega que están además “tratando de reconstruir las dinámicas de ese lugar lejano del universo”. (Lea también: Prepárese: estos serán los eventos astronómicos que podrá ver en enero de 2024)
Hasta ahora es el primer descubrimiento en donde los astrónomos están mostrando que los elementos para formar planetas como la Tierra y los otros que son básicos para la vida existen hasta en los ambientes más extremos de nuestra galaxia. “Estamos mostrando que es posible formar planetas como la Tierra en muchos más ambientes de los que nos imaginábamos. Ahora, tenemos que saber qué tan común es. No sabemos si XUE-1 es una excepción”, aclara Ramírez. En total, analizarán 15 discos en tres áreas de la Nebulosa de la Langosta (también conocida como NGC 6357), una gran nebulosa de emisión a unos 5.500 años luz de la Tierra en la constelación de Escorpio y conocida por ser uno de los complejos de formación estelar masiva más jóvenes y más cercanos. El propósito es que tengan diferente exposición a la radiación.
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