Observaciones del telescopio espacial James Webb revelan fosfina en Wolf 1130C
El hallazgo de un posible biofirma
Las observaciones realizadas por el telescopio espacial James Webb (JWST) han destacado la detección de fosfina en la atmósfera de Wolf 1130C, una enana marrón antigua y fría. Este descubrimiento es fascinante porque la fosfina es considerada una posible biofirma de vida, dado que el fósforo, uno de los elementos constitutivos esenciales para la vida en la Tierra, se combina con el hidrógeno para formar esta molécula (PH3), que es explosiva y extremadamente tóxica.
El interés por la fosfina ha crecido en la comunidad científica, especialmente porque su presencia ha sido confirmada en las atmósferas de los gigantes gaseosos Júpiter y Saturno. Se ha reconocido desde hace tiempo que la fosfina puede ser un indicativo de vida anaeróbica, dada la escasez de fuentes naturales de este gas en los planetas terrestres. En la Tierra, por ejemplo, se genera como un subproducto de la descomposición de la materia orgánica en ambientes pantanosos.
El papel del telescopio espacial James Webb
El estudio, liderado por Adam Burgasser, profesor de Astronomía y Astrofísica en la Universidad de California en San Diego, ha sido publicado en la revista Science. La detección de fosfina en la atmósfera de Wolf 1130C fue posible gracias a la capacidad del JWST para observar estos cuerpos celestes con gran sensibilidad. Sin embargo, el verdadero enigma no radica solo en el hallazgo de fosfina en esta enana marrón, sino en su notable ausencia en otros exoplanetas y enanas marrones, donde se esperaba que existiera.
«Nuestro programa, denominado Arcana of the Ancients, se enfoca en el estudio de enanas marrones antiguas y deficientes en metales para evaluar nuestra comprensión de la química atmosférica,» explicó Burgasser. La investigación sobre el fenómeno de la fosfina ha sido uno de los objetivos iniciales del equipo, ya que en las atmósferas ricas en hidrógeno de los gigantes gaseosos se produce este gas de forma natural.
La química del fósforo en entornos estelares
Desde hace tiempo, los científicos han anticipado que la fosfina debería ser común en las atmósferas de exoplanetas gaseosos y enanas marrones. No obstante, hasta ahora su detección ha resultado esquiva, incluso en observaciones anteriores con el JWST. Este fenómeno resalta las dificultades y la complejidad de la química del fósforo en datos astronómicos.
El coautor Sam Beiler, destacado investigador en el Trinity College de Dublín, señala que la falta de fosfina en enanas marrones había desafiado las predicciones teóricas hasta que se realizó esta observación en Wolf 1130C. Este sistema estelar, que se encuentra a 54 años luz del Sol en la constelación del Cisne, presenta una enana marrón que orbita en un sistema binario compacto conformado por una estrella roja fría y una enana blanca masiva.
El equipo de investigación logró descubrir la fosfina con facilidad en los datos espectrales infrarrojos obtenidos del JWST. Eileen Gonzales, profesora adjunta de astronomía en la Universidad Estatal de San Francisco y también coautora del estudio, utilizó una técnica avanzada llamada recuperación atmosférica para calcular la abundancia de este gas en la atmósfera de Wolf 1130C. Gonzales describe esta técnica como un proceso de ingeniería inversa, similar a intentar replicar la receta de una galleta deliciosa sin que el chef la comparta.
Posibles explicaciones para la presencia de fosfina
Los modelos de Gonzales revelaron que la abundancia de fosfina en Wolf 1130C alcanzaba niveles teóricos de aproximadamente 100 partes por mil millones. Esto plantea preguntas intrigantes sobre por qué este gas está presente en esta enana marrón y no en otros cuerpos celestes similares. Una hipótesis sugiere que la baja abundancia de metales en la atmósfera de Wolf 1130C puede estar afectando su composición química. En ambientes donde el fósforo generalmente se encuentra vinculado a otras moléculas, como el trióxido de fósforo, la escasez de oxígeno impide su ligadura, permitiendo así la formación de fosfina a partir del abundante hidrógeno.
Otra línea de investigación señala que el fósforo podría estar siendo producido localmente dentro del sistema Wolf 1130ABC, específicamente por la enana blanca Wolf 1130B. Las enanas blancas, que son los remanentes de estrellas que han completado el ciclo de fusión de hidrógeno, pueden acumular material en su superficie y desencadenar reacciones nucleares incontroladas que se manifiestan como novas.
Aunque no se han documentado recientemente eventos de nova en el sistema Wolf 1130ABC, estas explosiones pueden ocurrir en ciclos temporales que van de miles a decenas de miles de años. Como el sistema ha sido observado por poco más de un siglo, hay posibilidad de que erupciones antiguas nunca vistas hayan podido dejar un legado de contaminación en el fósforo en la atmósfera de Wolf 1130C.
La comunidad científica está ansiosa por explorar más a fondo estas hipótesis mediante futuras observaciones del JWST, que podrán enfocarse en la detección de fosfina en atmósferas de otras enanas marrones con baja riqueza metálica. La comprensión de la formación de fosfina en este contexto puede ofrecer pistas valiosas sobre la química del fósforo en el universo y su posible relación con la vida.
