El primer hallazgo de hielo cristalino fuera de nuestro sistema solar

Aunque desde hace décadas los astrónomos sospechaban la existencia de agua congelada fuera de nuestro sistema solar, fue hasta hace unas semanas que, a través de observaciones realizadas con el Telescopio Espacial James WebB de la NASA, un grupo de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore confirmó la existencia de agua en forma de hielo en otros lugares de la Vía Láctea, la galaxia en donde se encuentra nuestro planeta.

Esta agua helada se encuentra dentro de un disco de escombros formado por pequeñas partículas de polvo y rocas (como diminutas bolas de hielo) que gira alrededor de la estrella HD 181327.

Esta estrella es parecida al Sol, se localiza a 155 años luz de nosotros en la constelación de “Telescopium”. Es una estrella joven, solo tiene solo 23 millones de años, mientras que nuestro Sol tiene unos 4600 millones de años, comenta la doctora Silvia Torres, investigadora del Instituto de Astronomía de la UNAM.

Es necesario aclarar que se utiliza el término hielo de agua debido a su composición, ya que en el espacio existen otras moléculas congeladas como el dióxido de carbono o hielo seco.

Este descubrimiento fue posible gracias a que el potente Telescopio Webb captó y analizó con técnicas de espectroscopia la luz emitida por la estrella y reflejada por las partículas que forman el disco de escombros.

“La espectroscopia es una técnica que nos permite determinar la composición química de los planetas, estrellas y objetos lejanos”, añade la investigadora emérita en entrevista con Ciencia UNAM.

El hielo de agua detectado es cristalino, es decir, las moléculas del agua en estado sólido tienen un orden y una estructura hexagonal. Existe otro tipo de hielo donde las moléculas se encuentran de una forma desorganizada, ya que se forma en procesos rápidos y por eso no le da tiempo a que las partículas tengan un orden. Este es el tipo de hielo más común en el Universo, explica.

En nuestro sistema solar, el hielo cristalino se encuentra en los anillos de Saturno, en algunas de las lunas de los planetas gigantes (Júpiter, Urano, Saturno y Neptuno), en los cometas y en otros cuerpos helados del Cinturón de Kuiper, ubicado más allá de la órbita de Neptuno.

¿Un laboratorio en el espacio?

Todos los sistemas planetarios están formados por una estrella y otros cuerpos generados de los residuos de la formación de la estrella, los cuales giran a alrededor de ella debido a su fuerza de gravedad.

A partir de distintas investigaciones y observaciones, la teoría más aceptada hasta ahora sobre la formación de nuestro sistema solar propone que el Sol se generó hace 4,600 millones de años, a partir de una nebulosa, es decir, dentro de una nube de gas y polvo. Debido a la fuerza de gravedad de la propia nube, esta comenzó a contraerse y la materia se concentró hacia el centro, de tal manera que, la temperatura y la presión allí fue aumentando poco a poco hasta provocar que fuera posible la fusión nuclear, y, por lo tanto, que se formara el Sol.

Al mismo tiempo, el material restante (partículas de gas y polvo) comenzó a girar alrededor del Sol en un disco al que se le denomina protoplanetario. A medida que estas partículas de polvo y gas chocaban entre sí, surgieron los planetesimales, pequeños cuerpos que posteriormente se fusionaron para dar origen a los planetas del sistema solar.

En el disco quedaron los materiales más pesados, como el hierro y el silicio, los cuales se fueron uniendo hasta formar los planetas rocosos (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte). Después de haberse formado el Sol, el viento solar arrastró los materiales más ligeros, como el nitrógeno y helio, al exterior del Sistema Solar donde se originaron los planetas gigantes gaseosos (Júpiter, Saturno y Urano).

Además, de los planetas, con el resto del disco protoplanetario, se formaron los asteroides, lunas y cometas. Los asteroides orbitan principalmente entre Marte y Júpiter, mientras que los cometas son cuerpos helados con órbitas muy excéntricas que vienen de los límites del sistema solar.

Un elemento clave para la formación de nuestro sistema solar es la fuerza de gravedad. Sin ella, la materia de la nebulosa no se habría colapsado y agrupado para la formación de los distintos cuerpos celestes. También la fuerza de gravedad es la responsable de que los planetas sigan su órbita alrededor del Sol, evitando que se dispersen en el espacio, precisa la astrónoma.

Por lo tanto, se piensa, que el disco de gas y polvo, que gira alrededor del HD181327 puede ser muy parecido al que se formó hace millones de años alrededor de nuestro Sol y del cual se pudieron haber generado los planetas y la mayoría de los cuerpos del Sistema Solar.

Además, es muy probable que las partículas de polvo que orbitan alrededor de HD181327 estén chocando unas con otras y que se estén desarrollando cuerpos más grandes que, dentro de algunos miles de años, podrían llegar hacer planetas.

También es posible que estos impactos esparzan pequeñas partículas de hielo por todo el disco, y que sean parte del material con el cual se podrían estar formando los planetas y otros cuerpos helados como los cometas. Aquí cabe una pregunta  ¿habrá contribuido esto a la existencia de vida en la Tierra?

En esta estrella se ha encontrado la presencia de monóxido de carbono y posiblemente también dióxido de carbono, así como de otros minerales; lo que hace a este sistema aún más parecido al nuestro, dice la doctora Torres. Puntualiza que la observación de este disco, y seguramente de otros que encontraremos en los próximos años, nos permitirá entender si este es el proceso que siguen los sistemas planetarios para su formación.

"Si lo anterior es cierto y el agua es un elemento común en la formación de los sistemas planetarios, entonces la vida también podría ocurrir en otros sistemas solares. En fin, como pasa en la ciencia, este descubrimiento abre muchas preguntas que iremos respondiendo en los próximos años", afirma la astrónoma.