Océanos de vapor de agua en HL Tau

¿Se pueden detectar nubes de vapor de agua alrededor de una estrella joven? La teoría decía que sí, pero a nivel práctico sin embargo, no era tan sencillo. Primero porque tienes que salvar la atmósfera terrestre en el caso de observar desde la superficie de nuestro planeta. Y segundo, porque la precisión que necesitas es tan grande que no basta con un instrumento cualquiera. Aun así, se ha logrado. Un equipo de científicos ha encontrado océanos de vapor de agua. Ha sido alrededor de una icónica estrella: HL Tau. ¿La recuerdan? Fue en 2014 cuando ALMA (Atacama Large Millimeter-submillimeter Array) nos mostró un disco protoplanetario con un detalle sin precedentes:

HL Tau se encuentra a unos 450 años luz de nosotros en dirección a la constelación de Taurus. Y aunque se trata de una estrella joven, sabemos que es muy similar al Sol. Por lo tanto, usando equivalencias podremos saber mucho más sobre la evolución de esta estrella. Sin duda, se está postulando como una de las más interesantes.

ALMA y los océanos de vapor de agua

También ha sido ALMA quien nos ha facilitado los datos para detectar esas ingentes cantidades de vapor de agua. Tal y como dice Stefano Facchini, investigador en la Universidad de Milán, Italia, y autor principal del artículo que expone la investigación (Facchini, 2024), «nunca imaginé que podríamos captar una imagen de océanos de vapor de agua en la misma región donde probablemente se está formando un planeta». Sin duda es un interesante hallazgo ya que sin el agua no podemos concebir la existencia de vida sobre la Tierra. Además, parece ser que desempeña un papel importante en la formación planetaria.

Lo que ocurría es que nunca se había podido ver la distribución del agua en un disco estable que ofreciese unas condiciones favorables para que se formen planetas alrededor. Ahora, tenemos océanos de vapor de agua en una región del disco protoplanetario que cumple con esas características. En cuanto a cifras, se han contabilizado unas cantidades nada despreciables. Sería el equivalentes a tres veces más agua que la existente en todos los océanos de la Tierra.

Uno de los coautores de la investigación, Leonardo Testi, de la Universidad de Bolonia en Italia, destaca que «es realmente impactante que no solo podamos detectar, sino también captar imágenes detalladas y resolver espacialmente el vapor de agua a una distancia de 450 años luz de nosotros». Esto que resalta Testi, es lo que ha permitido determinar la distribución del vapor de agua en diferentes regiones del disco de HL Tau.

Había hipótesis sobre estos océanos de vapor de agua

Es cierto que la comunidad astronómica había detectado brechas en el disco de HL Tau. Precisamente ha sido ahí donde se han detectado significativas cantidades de vapor de agua. Se trata de discos radiales que son ricos en gas y polvo. Han sido creadas por cuerpos muy jóvenes que, en un futuro, muy probablemente serán planetas a medida que vayan acumulando materiales. «Nuestras recientes imágenes revelan una cantidad sustancial de vapor de agua a un rango de distancias de la estrella que incluye una brecha en la que actualmente podría estar formándose un planeta», declara Facchini. Ese posible futuro planeta podría incorporar grandes cantidades de agua. Tras evolucionar podría transformarse en una atmósfera estable y también en océanos de agua líquida.

Observar agua no es tarea fácil

Detectar agua con un telescopio terrestre no es sencillo. Hay que tener en cuenta que en la atmósfera de nuestro planeta hay abundante vapor de agua y esto degrada las señales procedentes del espacio. Precisamente, es por eso que ALMA se encuentra en la altiplanicie del desierto de Atacama en Chile. Está situado a unos 5.000 metros de altitud sobre el nivel del mar. Además, es considerado uno de los lugar más seco de la Tierra. Allí, los valores de humedad relativa suelen estar por debajo del 10%.

Los receptores en Banda 5 y Banda 7 de ALMA han permitido capturar los datos para esta investigación. Estos dispositivos están diseñadas expresamente para trabajar en un rango de frecuencias con el fin de detectar vapor de agua en el universo. En los análisis de la información recibida, el equipo de científicos observó tres líneas espectrales de agua en los dos receptores. Por lo tanto, se dio por buena la detección de estos océanos de vapor de agua.

Analogías Sol-HL Tau

Los granos de polvo que forman un disco protoplanetario son las semillas de la formación de planetas. Las pequeñas partículas colisionan y se agrupan en cuerpos cada vez más grandes. La comunidad científica cree que donde la temperatura es lo suficientemente baja como para que el agua se congele y forme partículas de polvo, los objetos se unen de manera más eficiente. Ese es el motivo por el que el agua desempeña un papel importante en la formación planetaria. «Nuestros resultados muestran cómo la presencia de agua puede influir en el desarrollo de un sistema planetario, tal como lo hizo hace unos 4.500 millones de años en nuestro propio Sistema Solar», manifiesta Facchini.

En el futuro, con los nuevos instrumentos que vienen, los científicos podrán obtener imágenes todavía más precisas de esas regiones de formación planetaria. De apuntar a HL Tau, podrán ver un objeto que en un futuro, se parecería a nuestro planeta.

Artículos científicos relacionados

Facchini, S., Testi, L., Humphreys, E. et al. Resolved ALMA observations of water in the inner astronomical units of the HL Tau disk. Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02207-w (Ver).

Referencias

• Astronomers reveal a new link between water and planet formation. ESO Press Release, eso2404 (Ver).
• Un equipo de astrónomos revela un nuevo vínculo entre el agua y la formación de planetas. ESO Nota de Prensa, eso2404es (Ver).