AA: ¡Agua a la vista!

Detección de vapor de agua en discos protoplanetarios de Taurus
P. Riviere-Marichalar1, F. Ménard2, W. F. Thi2, I. Kamp3, B. Montesinos1, G. Meeus4, P. Woitke5,6,7, C. Howard8, G. Sandell8, L. Podio3, W. R. F. Dent9, I. Mendigutía1, C. Pinte2, G. J.White10,11, and D. Barrado1,12
1 Centro de Astrobiología – Depto. Astrofísica (CSIC–INTA),  España
2 UJF-Grenoble 1 / CNRS-INSU, Institut de Planétologie et d’Astrophysique (IPAG) Grenoble, Francia
3 Kapteyn Astronomical Institute,  Groningen, Holanda
4 Dep. de Física Teórica, Fac. de Ciencias, UAM Campus Cantoblanco, Madrid, España
5 University of Vienna, Dept. of Astronomy,  Vienna, Austria

1. ¿Podrías explicarnos brevemente de qué trata el artículo?

Este trabajo fue mi primera publicación científica. En él, se discute el hallazgo de agua en torno a un tipo particular de estrellas jóvenes llamadas T Tauri en la asociación estelar de Taurus (que mostramos en la imagen vista por el telescopio DSS). Nuestro conocimiento presente sobre la teoría de formación estelar propone que las estrellas jóvenes están rodeadas durante sus primeros millones de años de vida por un disco de gas y polvo, resultado de la rotación del sistema (como cuando, al hacer una pizza, de un pedazo de masa sin forma, al girar rápidamente, obtenemos un círculo plano con forma de disco). En física, este fenómeno se conoce como conservación del momento angular. Y, en el caso de la formación de estrellas,  se produce durante el colapso de la nube molecular  sobre la estrella en formación. Se piensa que es en estos discos donde nacen los planetas debido al crecimiento de los granos de polvo (hasta formar lo que se conoce como planetesimales, precursores de los planetas tal y como los conocemos), y por ello se les denomina discos protoplanetarios. Las primeras observaciones de discos protoplanetarios se llevaron a cabo en los años 80, y desde entonces nuestro conocimiento ha aumentado drásticamente hasta tener en el presente una idea aproximada de cómo evolucionan el gas y el polvo en los mismos. Una de las preguntas más importantes que permanecen sin respuesta es la de cuánta agua poseen estos discos y como se distribuye. Nuestra detección de agua en los objetos de Taurus supuso un paso adelante hacia las respuestas.

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Asociación estelar Taurus (el Toro) vista por el Telescopio DSS desde Tierra. Se pueden distinguir claramente las densas nubes moleculares en las que se forman las estrellas.

2. ¿Qué implicaciones tiene este artículo y en qué ha sido pionero? ¿A qué preguntas ha dado respuestas?

Las detecciones de agua en los objetos jóvenes de Taurus sugieren que la presencia de importantes cantidades de vapor de agua en las regiones más interiores del disco sería un fenómeno común en aquellos discos que aún poseen cantidades considerables de gas. Star-and-water-nasa_largeEl desarrollo de modelos que describiesen la emisión de agua nos permitió sugerir que la misma procedería de una región comprendida entre aproximadamente 0.5 y 3 unidades astronómicas (una unidad astronómica equivalente a la distancia entre la Tierra y el Sol). Esta zona comprende en su interior la línea de nieve, una región a partir de la cual el agua se encuentra fundamentalmente en forma de hielo en la superficie de los granos de polvo. Además, las observaciones sugieren que los rayos X procedentes de la estrella jugarían un papel importante en la excitación del vapor de agua, resultado en concordancia con las predicciones teóricas más recientes.

3. ¿Qué instalaciones científicas has tenido que emplear?

Las observaciones se realizaron con el instrumento PACS, a bordo del Telescopio Espacial Herschel, que observó el universo en el infrarrojo lejano entre Mayo de 2009 y Abril de 2013. Se trata del telescopio más grande lanzado al espacio hasta la fecha, con un espejo primario de 3.5 metros.

Emisión de oxígeno y de agua en la estrella T Tauri, una de las estudiadas en este trabajo.

Emisión de oxígeno (izquierda) y de agua (pequeña línea a la derecha) en la estrella T Tauri, una de las estudiadas en este trabajo. Espectro obtenido con el Telescopio Espacial Herschel y su instrumento abordo PACS.

La misión duró tan solo 4 años debido a que la observación en el infrarrojo lejano requiere refrigerar el telescopio, con lo que la duración de la misión se ve limitada por la cantidad de refrigerante disponible (en este caso helio líquido). Así pues, me considero un privilegiado por haber podido realizar el grueso de mis primeras investigaciones con este telescopio, y por haber sentido el impacto de las grandes colaboraciones científicas en la investigación del cosmos. Además, se hizo una comparación de nuestras observaciones con otras realizadas previamente en otras regiones del espectro, con telescopios como el observatorio espacial de rayos-X XMM-Newton. Así pues, es importante también destacar la importancia de la ciencia legado en la evolución de la astronomía actual.

4. ¿Qué repercusiones podrían tener los resultados de este artículo en la vida diaria actual o futura?

En primer lugar, creo que el conocimiento siempre es un beneficio social. Conocer nuestras posición en el cosmos y la grandeza de su historia debería permitirnos desarrollar una sociedad más sana, más consciente de la grandeza del universo y del planeta Tierra en el que vivimos, y mejor dispuesta a preservarlo y defenderlo de nuestros propios abusos

Por otro lado, nuestras aportaciones y la comparación con detecciones de agua en otras regiones del espectro permitirán en el futuro comprender mejor cuales son las peculiaridades que llevan a la formación de planetas tipo Tierra, y más en concreto qué historia evolutiva puede conducir a que estos planetas sean habitables. No menos importante es el hecho de que conocer la historia del agua en sistemas estelares jóvenes nos permite comprender mejor la historia pasada de nuestro propio Sistema Solar.

Por fin, me gustaría señalar que el desarrollo de proyectos científicos pioneros como es la búsqueda y caracterización de agua fuera de nuestro Sistema Solar conlleva el desarrollo de tecnología puntera que con el paso de los años produce “secuelas tecnológicas” a disposición del usuario medio que cambian nuestras prácticas diarias en diversos campos, desde la fotografía a las telecomunicaciones.

Pablo Riviere-Marichalar

★★ Publicado en Astromy & Astrophysics en el año 2012.

Resto de afiliaciones…
6 UK Astronomy Technology Centre, Royal Observatory, Edinburgh, Reino Unido
7 SUPA, School of Physics & Astronomy, University of St. Andrews, Reino Unido
8 SOFIA-USRA, NASA Ames Research Center, Estados Unidos
9 ALMA, Avda Apoquindo 3846, Piso 19, Edificio Alsacia, Las Condes, Santiago, Chile
10 Department of Physics & Astronomy, The Open University, Reino Unido
11 The Rutherford Appleton Laboratory, Chilton,  Reino Unido
12 Calar Alto Observatory, Centro Astronómico Hispano-Alemán, Almería, España
 
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