Miércoles 19 de enero de 2022, 20:47 (TU)

Determinan que parte del agua de los océanos terrestres es más antigua que el Sol

Un nuevo estudio publicado en la revista Science indica que un porcentaje importante del agua presente en la actualidad en nuestro sistema solar ya existía en forma de hielo en el espacio interestelar, desde antes de la formación del Sol.
Puede encontrarse agua a través de todo el sistema solar, en lugares tan disímiles como la Tierra, los cometas, asteroides y lunas heladas de los planetas gigantes, los cráteres a la sombra de la luz solar en Mercurio y las regiones polares de la Luna. También se han encontrado moléculas de agua atrapadas en muestras minerales de meteoritos provenientes de la Luna y Marte.

Al tratarse de objetos primitivos y relativamente inalterados, los cometas y asteroides funcionan como una especie de «cápsula del tiempo» natural, cuyo hielo preserva información sobre las condiciones existentes durante la formación del sistema solar.

En sus inicios, el Sol estaba rodeado por un disco protoplanetario, la llamada nebulosa solar a partir de la cual se formaron los planetas. Hasta el momento, los científicos desconocían si el hielo presente en ese disco se originó a partir de la nube molecular de la que se desprendió el Sol, o si se formó a partir de las reacciones químicas que se produjeron en la nebulosa solar.

La presencia del agua fue crucial para la aparición de la vida en la Tierra, y resulta un factor importante para evaluar la posibilidad de encontrar vida en otros planetas. Identificar la fuente original del agua de la Tierra es fundamental para comprender cómo se creó un ambiente favorable a la aparición de la vida en nuestro planeta, y determinar qué probabilidades tenemos de encontrar ambientes similares en otros sistemas planetarios.

Si la mayor parte del agua del sistema solar primitivo provino de hielo del espacio interestelar, es probable que pueda encontrarse una cantidad similar de hielo, que contenga materia orgánica precursora de la vida, en muchos de los discos protoplanetarios que rodean estrellas en formación. Por el contrario, si ese agua fuera el resultado de procesos químicos locales durante el nacimiento del Sol, es posible que la abundancia de agua varíe considerablemente entre distintos sistemas planetarios en formación. Ambas posibilidades tendrían importantes consecuencias para el potencial de aparición de la vida en otros sistemas planetarios.

Los astrónomos a cargo del estudio, liderados por la estadounidense Ilsedore Cleeves de la Universidad de Michigan, se enfocaron en el hidrógeno y su isótopo más pesado, el deuterio. La diferencia de masa entre distintos isótopos provoca cambios sutiles en su comportamiento durante las reacciones químicas. Al medir la cantidad de átomos de deuterio dentro del total de átomos de hidrógeno presentes en las moléculas de agua, los científicos pueden conocer las condiciones en las que esas moléculas se formaron originalmente.

Por ejemplo, el agua formada en el espacio interestelar tiene una proporcion más alta de átomos de deuterio, debido a las bajas temperaturas a las que se formaron sus moléculas. Hasta ahora, no se sabía qué cantidad de deuterio había desaparecido por procesos químicos durante el nacimiento del Sol, o qué cantidad de hielo de agua rica en deuterio había producido nuestro sistema solar por sí mismo.

El equipo de Cleeves creó modelos que simulaban un disco protoplanetario en el cual todo el deuterio proveniente del hielo interestelar ya había sido eliminado por procesos químicos. Por lo tanto, el sistema debía comenzar a producir hielo rico en deuterio a lo largo de un período de un millón de años, con el fin de comprobar si podían alcancarse las proporciones de deuterio detectadas en el hidrógeno de las muestras de meteoritos, el agua de los océanos terrestres, las lunas de Saturno como Encelado y Titán, y los cometas. El resultado fue negativo, indicando que al menos parte del agua actualmente presente en nuestro sistema solar tiene un origen interestelar anterior al inicio del Sol.

Estimando la cantidad de agua rica en deuterio que podría haberse formado alrededor del Sol en sus inicios, los modelos de los científicos permitieron determinar que el origen de entre el 7 y el 50 por ciento del agua de la Tierra sería interestelar, a partir de gigantescas nubes moleculares anteriores al nacimiento del Sol. En el caso de los cometas, la proporción sería aun mayor, entre el 14 y el 100 por ciento. Estos números indicarían además que el hielo de agua interestelar, rico en materia orgánica, probablemente pueda ser encontrado en todos los sistemas planetarios en proceso de formación.

Fuentes consultadas: Science | Carnegie Institution

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