Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), astrónomos han obtenido la primera imagen de una línea de nieve en un sistema planetario “bebé”, concretamente en el disco que rodea a la estrella de tipo solar TW Hydrae. El hallazgo promete revelarnos nuevos datos sobre la formación de planetas y cometas, los factores que influyen en su composición y la historia de nuestro sistema solar.
En la Tierra, las líneas de nieve se forman a grandes altitudes en las que las temperaturas, al bajar, transforman la humedad del aire en nieve. Esta línea puede identificarse claramente en una montaña, en la que vemos bien delimitada la cumbre nevada y la zona en la que comenzamos a distinguir la superficie rocosa, libre de nieve.
Las líneas de nieve en torno a estrellas jóvenes se forman de un modo similar, en las regiones más alejadas y frías de los discos a partir de los cuales se forman los sistemas planetarios. Comenzando en la estrella y moviéndose hacia fuera, el agua es la primera en congelarse, formando la primera línea de nieve. Más allá de la estrella, a medida que la temperatura cae, otras moléculas más exóticas pueden llegar a congelarse y convertirse en nieve, como es el caso del dióxido de carbono, el metano y el monóxido de carbono.
Estos diferentes tipos de nieve dan a los granos de polvo una cobertura externa que ejerce como pegamento y juega un papel esencial a la hora de ayudar a estos granos a superar su habitual tendencia a romperse tras una colisión, permitiéndoles, por el contrario, convertirse en piezas fundamentales para la formación de planetas y cometas. La nieve, además, aumenta la cantidad de materia sólida disponible y puede acelerar de forma sorprendente el proceso de formación planetaria.
Cada una de estas diferentes líneas de nieve — para el agua, el dióxido de carbono, el metano y el monóxido de carbono — puede estar relacionada con la formación de diferentes tipos de planetas. Alrededor de una estrella parecida a nuestro Sol, en un sistema solar similar, la línea de nieve del agua se correspondería con la distancia que hay entre las órbitas de Marte y Júpiter, y la línea de nieve del monóxido de carbono se correspondería con la órbita de Neptuno.
La línea de nieve localizada por ALMA es la primera de monóxido de carbono encontrada en torno a TW Hydrae, una estrella joven que se encuentra a 175 años luz de la Tierra. Los astrónomos creen que este incipiente sistema planetario comparte muchas características con nuestro propio sistema solar cuando tenía tan solo unos pocos millones de años.
La presencia de monóxido de carbono podría tener consecuencias más allá de la simple formación de planetas. El monóxido de carbono es necesario para la formación del metanol, pieza fundamental de las moléculas orgánicas, más complejas y esenciales para la vida. Si los cometas transportasen estas moléculas a planetas en formación similares a la Tierra, entonces esos planetas estarían equipados con los ingredientes necesarios para la vida.
Es la primera imagen real de una línea de nieve alrededor de una estrella joven, lo cual es muy excitante porque nos habla sobre el período inicial de la historia de nuestro propio sistema solar. Chunhua Qi, Centro Harvard Smithsonian para Astrofísica en Cambridge, Massachusetts.
La ilustración muestra los granos de polvo cubiertos de agua helada en la parte interior del disco (entre 4,5 y 30 unidades astronómicas, en azul) y granos de polvo recubiertos con hielo de monóxido de carbono en la parte externa del disco (>30 unidades astronómicas, en verde). La transición de azul a verde marca la línea de nieve del monóxido de carbono. Las líneas de nieve ayudan a que los granos de polvo se peguen entre ellos al proporcionarles una cobertura adherente, lo cual resulta esencial para la formación de planetas y cometas. Debido a los diferentes puntos de congelación de los diferentes compuestos químicos, pueden encontrarse diferentes líneas de nieve a diferentes distancias de la estrella.
La línea de nieve es donde las temperaturas están en la frontera entre la parte ‘caliente’ del disco protoplanetario, dentro del cual nacen los planetas parecidos a la Tierra, y la parte más fría, donde aparecen los gigantes gaseosos, señalan los astrónomos.
