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El telescopio espacial webb encuentra agua en un cometa

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA ha permitido otro avance científico largamente buscado, esta vez para los científicos del Sistema Solar que estudian los orígenes del agua que ha hecho posible la vida en la Tierra. Usando el instrumento NIRSpec (Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano) de Webb, los astrónomos han confirmado gas, específicamente vapor de agua, alrededor de un cometa en el cinturón principal de asteroides por primera vez, demostrando que el agua del Sistema Solar primordial puede conservarse como hielo en esa región. Sin embargo, la detección exitosa de agua viene con un nuevo rompecabezas: a diferencia de otros cometas, el cometa 238P / Read no tenía dióxido de carbono detectable.


Esta imagen del cometa 238P/Read fue capturada por el instrumento NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) en el telescopio espacial James Webb de NASA/ESA/CSA el 8 de septiembre de 2022. Muestra el halo brumoso, llamado coma, y la cola que son característicos de cometas, a diferencia de los asteroides. El coma polvoriento y la cola resultan de la vaporización de los hielos cuando el Sol calienta el cuerpo principal del cometa. [Descripción de la imagen: en el centro de una imagen negra, un pequeño punto brillante y nebuloso se ilumina en blanco, rodeado de azul que se desvanece hacia la parte inferior derecha.] Crédito: NASA, ESA, CSA y J. Olmsted (STScI)

“Nuestro mundo empapado de agua, lleno de vida y único en el universo hasta donde sabemos, es un misterio: no estamos seguros de cómo llegó toda esta agua aquí”, dijo Stefanie Milam, científica adjunta del proyecto Webb para Ciencia Planetaria y coautora del estudio que informa sobre el hallazgo. “Comprender la historia de la distribución de agua en el Sistema Solar nos ayudará a comprender otros sistemas planetarios, y si podrían estar en camino de albergar un planeta similar a la Tierra”, agregó.

El cometa Read es un cometa del cinturón principal, un objeto que reside en el cinturón principal de asteroides, pero que periódicamente muestra un halo, o coma, y la cola como un cometa. Los cometas del cinturón principal son una clasificación bastante nueva, y Comet Read fue uno de los tres cometas originales utilizados para establecer la categoría. Antes de eso, se entendía que los cometas se originaban en el Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort, más allá de la órbita de Neptuno, donde sus hielos podían preservarse más lejos del Sol. El material congelado que se vaporiza a medida que se acercan al Sol es lo que le da a los cometas su coma distintiva y su cola de transmisión, diferenciándolos de los asteroides. Los científicos han especulado durante mucho tiempo que el hielo de agua podría conservarse en el cinturón de asteroides más cálido, dentro de la órbita de Júpiter, pero la prueba definitiva era difícil de alcanzar, hasta Webb.

“En el pasado hemos visto objetos en el cinturón principal con todas las características de los cometas, pero solo con estos datos espectrales precisos de Webb podemos decir que sí, definitivamente es el hielo de agua el que está creando ese efecto”, explicó el astrónomo Michael Kelley de la Universidad de Maryland, autor principal del estudio.


Esta presentación gráfica de datos espectrales destaca una similitud y diferencia clave entre las observaciones del cometa 238P/Read realizadas por el instrumento NIRSpec (Espectrógrafo de infrarrojo cercano) en el telescopio espacial James Webb de NASA/ESA/CSA en 2022 y las observaciones del cometa 103P/Hartley 2 por la misión Deep Impact de la NASA en 2010. Ambos muestran un pico distinto en la región del espectro asociado con el agua. Encontrar esto en el cometa Read fue un logro significativo para Webb, ya que se encuentra en una clase diferente de cometas que los cometas de la familia de Júpiter como Hartley 2, y esta es la primera vez que se confirma un gas en un cometa del cinturón principal. Sin embargo, el cometa Read no mostró la característica protuberancia esperada que indica la presencia de dióxido de carbono. [Descripción de la imagen: gráfico que compara los datos espectrales del cometa 238 P/Read y el cometa 109 P/Hartley 2, destacando la detección de agua en ambos y la ausencia de dióxido de carbono en el cometa Read.] Crédito: NASA, ESA, CSA y J. Olmsted (STScI)

“Con las observaciones de Webb del cometa Read, ahora podemos demostrar que el hielo de agua del Sistema Solar temprano se puede preservar en el cinturón de asteroides”, dijo Kelley.

El dióxido de carbono faltante fue una sorpresa mayor. Por lo general, el dióxido de carbono constituye aproximadamente el 10 por ciento del material volátil en un cometa que puede ser fácilmente vaporizado por el calor del Sol. El equipo científico presenta dos posibles explicaciones para la falta de dióxido de carbono. Una posibilidad es que el cometa Read tenía dióxido de carbono cuando se formó, pero lo ha perdido debido a las temperaturas cálidas.

“Estar en el cinturón de asteroides durante mucho tiempo podría hacerlo: el dióxido de carbono se vaporiza más fácilmente que el hielo de agua y podría filtrarse durante miles de millones de años”. Dijo Kelley. Alternativamente, dijo, el cometa Read puede haberse formado en un bolsillo particularmente cálido del Sistema Solar, donde no había dióxido de carbono disponible.

El siguiente paso es llevar la investigación más allá del cometa Read para ver cómo se comparan otros cometas del cinturón principal, dice la astrónoma Heidi Hammel de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA), líder de Webb’s Guaranteed Time Observations for Solar System objects y coautora del estudio. “Estos objetos en el cinturón de asteroides son pequeños y débiles, y con Webb finalmente podemos ver lo que está pasando con ellos y sacar algunas conclusiones. ¿Otros cometas del cinturón principal también carecen de dióxido de carbono? De cualquier manera, será emocionante averiguarlo”, dijo Hammel.

El coautor Milam imagina las posibilidades de llevar la investigación aún más cerca de casa. “Ahora que Webb ha confirmado que hay agua preservada tan cerca como el cinturón de asteroides, sería fascinante seguir este descubrimiento con una misión de recolección de muestras y aprender qué más pueden decirnos los cometas del cinturón principal”.

El estudio se publica en la revista Nature según la nota de prensa de la NASA/ESA.

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Descripción de la imagen de la portada: Ilustración, primer plano del cuerpo rocoso de un cometa con superficie detallada y llena de cráteres. Los rayos brillantes emanan de la superficie rocosa como la luz del sol a través de las nubes, representando el hielo de agua que es vaporizado por el calor del Sol.

Crédito: NASA, ESA

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