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Webb encuentra agua, y un nuevo misterio, en un singular cometa del cinturón principal
El telescopio espacial James Webb de la NASA ha permitido otro avance científico largamente esperado, esta vez para los científicos especializados en el sistema solar que estudian los orígenes de la abundancia de agua en la Tierra.
Esta presentación gráfica de datos espectrales destaca una similitud y una diferencia claves entre las observaciones del cometa 238P/Read realizadas con el instrumento espectrógrafo del infrarrojo cercano (NIRSpec) a bordo del telescopio espacial James Webb de la NASA en 2022 y las observaciones del cometa 103P/Hartley 2 realizadas por la misión Impacto Profundo de la NASA en 2010. Ambos datos muestran un pico definido en la región del espectro asociada con el agua. Encontrar estas características en el cometa Read fue un logro significativo para Webb, ya que se encuentra en una clase de cometas diferente a la de los cometas de la familia de Júpiter, como Hartley 2, y es la primera vez que se confirma la existencia de un gas en un cometa del cinturón principal. Sin embargo, el cometa Read no muestra la característica protuberancia esperada que indica la presencia de dióxido de carbono. Créditos: NASA, ESA, CSA y J. Olmsted (STScI)
Utilizando el instrumento espectrógrafo del infrarrojo cercano (NIRSpec, por sus siglas en inglés) de Webb, un equipo de astrónomos ha confirmado por primera vez la existencia de gas —específicamente, vapor de agua— alrededor de un cometa en el cinturón principal de asteroides, lo que indica que el hielo de agua del sistema solar primordial puede estar preservado en esa región.
Sin embargo, con la exitosa detección de agua llega un nuevo rompecabezas: a diferencia de otros cometas, el cometa 238P/Read no tenía dióxido de carbono detectable.
“Nuestro mundo saturado de agua, repleto de vida y, hasta donde sabemos, único en el universo, es algo misterioso: no estamos seguros de dónde provino toda esta agua”, dijo Stefanie Milam, científica adjunta del proyecto del telescopio Webb para ciencia planetaria y coautora del estudio que reseña el hallazgo.
“Entender la historia de la distribución del 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 una cola como un cometa.
Los cometas del cinturón principal en sí mismos son una clasificación bastante nueva, y el cometa Read fue uno de los tres cometas originales utilizados para establecer esta categoría.
Antes de eso, se tenía entendido que los cometas residían en el cinturón de Kuiper y la nube de Oort, más allá de la órbita de Neptuno, donde sus hielos podrían estar preservados a mayor distancia del Sol.
El material congelado que se vaporiza a medida que los cometas se acercan al Sol es lo que le da a estos objetos su coma y su cola flotante características, 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 obtener la prueba definitiva era difícil, hasta la llegada del telescopio Webb.
“En el pasado, hemos visto objetos del cinturón principal que poseen todas las características de los cometas, pero solamente con estos datos espectrales precisos de Webb podemos decir que sí, definitivamente es hielo de agua lo que crea ese efecto”, explicó el astrónomo Michael Kelley, de la Universidad de Maryland, autor principal del estudio.
“Con las observaciones del cometa Read obtenidas con el telescopio Webb, ahora podemos demostrar que el hielo de agua del sistema solar primitivo puede estar preservado en el cinturón de asteroides”, dijo Kelley.
La ausencia de dióxido de carbono fue una sorpresa mayor. Por lo general, el dióxido de carbono constituye alrededor del 10 por ciento del material volátil de un cometa que puede vaporizarse fácilmente con el calor del Sol. El equipo científico ofrece dos explicaciones posibles 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 ocasionar esto: el dióxido de carbono se vaporiza más fácilmente que el hielo de agua y se habría filtrado durante miles de millones de años”, dijo Kelley. Otra opción, dijo, es que el cometa Read se habría formado en una bolsa particularmente cálida 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 compara con otros cometas del cinturón principal, dice la astrónoma Heidi Hammel, de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA, por sus siglas en inglés), jefa del programa de Observaciones con Tiempo Garantizado de Webb para objetos del sistema solar y coautora del estudio.
“Estos objetos del cinturón de asteroides son pequeños y tenues, y con Webb finalmente podemos ver lo que está ocurriendo con ellos y sacar algunas conclusiones. ¿También carecen de dióxido de carbono otros cometas del cinturón principal? De cualquier manera, será emocionante descubrirlo”, dijo Hammel. (NASA)
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