Según teorías ampliamente aceptadas, el Sistema Solar se formó hace aproximadamente 4.600 millones de años a partir de una nube masiva de polvo y gas (también conocida como Teoría Nebular). Este proceso comenzó cuando la nebulosa experimentó un colapso gravitacional en el centro que se convirtió en nuestro Sol. El polvo y el gas restantes formaron un disco protoplanetario que (con el tiempo) se acrecentó para formar los planetas.
Sin embargo, los científicos siguen sin saber cuándo aparecieron por primera vez las moléculas orgánicas en nuestro Sistema Solar. Afortunadamente, un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de astrónomos podría ayudar a responder esa pregunta. Usando el Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA), el equipo detectó moléculas orgánicas complejas alrededor de la joven estrella V883 Ori, que algún día podrían conducir a la aparición de vida en ese sistema.
El estudio que describe sus hallazgos apareció recientemente en la revista científica. Astronomía de la naturaleza. Como indican en su estudio, el equipo utilizó datos de ALMA para discernir la presencia de moléculas orgánicas complejas (COM) alrededor de V883 Ori, una estrella joven ubicada a unos 1300 años luz de la Tierra que está rodeada por un disco protoplanetario.
Estas observaciones fueron posibles gracias a un aumento repentino en la luminosidad de la estrella, que se debió a un estallido de material que fluía desde el disco hacia la estrella (lo que se conoce como una explosión de tipo FU Orionis). Este estallido calentó el disco protoplanetario y provocó que las partículas heladas se derritieran, además de empujar considerablemente el límite de la "Línea de Escarcha" de la estrella.
Una línea de escarcha (también conocida como "línea de nieve") es la región alrededor de una estrella donde las temperaturas bajan lo suficiente como para que los elementos volátiles (agua, dióxido de carbono, metano, amoníaco, etc.) se sublimen para formar hielo. Alrededor de estrellas jóvenes normales, los radios de las Líneas de Escarcha son de unas pocas unidades astronómicas (UA), pero pueden aumentar en un factor de casi 10 alrededor de las estrellas en explosión.
Cuando V883 Ori experimentó su explosión, causó que las partículas heladas en el disco protoplanetario del sistema se sublimen y desencadenen la liberación de COM. Estos incluyen metanol (CH3OH), acetona (CH3COCH3), acetaldehído (CH3CHO), formiato de metilo (CH3OCHO) y acetonitrilo (CH3CN): moléculas que, como con otros COM, podrían estar relacionadas con la formación de vida en los sistemas planetarios.
Como explicó Jeong-Eun Lee, astrónomo de la Escuela de Investigación Espacial de la Universidad Kyung Hee y autor principal del artículo, en un comunicado de prensa de ALMA:
“Es difícil obtener imágenes de un disco en la escala de algunas UA con los telescopios actuales. Sin embargo, alrededor de una estrella de estallido, el hielo se derrite en un área más amplia del disco y es más fácil ver la distribución de las moléculas. Estamos interesados en la distribución de moléculas orgánicas complejas como los componentes básicos de la vida ".
El estallido de la estrella, junto con las capacidades de imágenes sensibles de ALMA, también permitieron al equipo de investigación obtener la distribución espacial de los COM observados. Con base en su análisis, el equipo concluyó que las moléculas que detectaron tenían una estructura similar a un anillo con un radio de aproximadamente 60 UA alrededor de V883 Ori.
Lo que fue especialmente interesante es el hecho de que la composición química del disco V883 Ori es similar a la de los cometas en el Sistema Solar moderno. Los cometas son el centro de atención considerable de la investigación, ya que se cree que han jugado un papel en la propagación del agua y las moléculas orgánicas durante los primeros días del Sistema Solar.
Se cree que estos cometas se formaron en los confines del Sistema Solar (la Nube de Oort moderna) donde las moléculas orgánicas estaban contenidas en el hielo. Debido a esto, la investigación sobre las composiciones químicas de los discos protoplanetarios está directamente relacionada con la investigación sobre la composición de los cometas y los orígenes de la vida en la Tierra.
Como explicó Yuri Aikawa, miembro del equipo de investigación de la Universidad de Tokio:
“Dado que los planetas rocosos y helados están hechos de material sólido, la composición química de los sólidos en los discos es de especial importancia. Un estallido es una oportunidad única para investigar sublimados frescos y, por lo tanto, la composición de los sólidos ".
Las oportunidades para observar arrebatos son bastante raras, ya que duran solo 100 años más o menos. Sin embargo, se sabe que las estrellas jóvenes con una amplia gama de edades experimentan explosiones de FU Ori, por lo que los astrónomos esperan poder presenciar más de estos eventos en el futuro y, en el proceso, determinar las composiciones químicas de más discos protoplanetarios.
Esta investigación no solo mejorará nuestra comprensión de la composición química de los hielos que evoluciona alrededor de las estrellas jóvenes. ¡También mejorará nuestra comprensión de cómo evolucionaron las moléculas orgánicas entre el nacimiento de nuestro Sistema Solar y hoy, lo que revelará muchas cosas sobre los orígenes de la vida misma!
