Webb encuentra agua y un nuevo misterio en un raro cometa del cinturón principal

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA ha permitido otro avance científico largamente buscado, esta vez para los científicos del Sistema Solar que estudian los orígenes del agua que ha hecho posible la vida en la Tierra. Usando el instrumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) de Webb, los astrónomos han confirmado gas, específicamente vapor de agua, alrededor de un cometa en el cinturón principal de asteroides por primera vez, lo que demuestra que el agua del Sistema Solar primordial puede conservarse como hielo en esa región. Sin embargo, la detección exitosa de agua viene con un nuevo enigma: a diferencia de otros cometas, el cometa 238P/Read no tenía dióxido de carbono detectable.

This artist’s concept of Comet 238P/Read shows the main belt comet sublimating—its water ice vapourising as its orbit approaches the Sun. This is significant, as the sublimation is what distinguishes comets from asteroids, creating their distinctive tail and hazy halo, or coma. The NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope’s detection of water vapour at Comet Read is a major benchmark in the study of main belt comets, and in the broader investigation of the origin of Earth’s abundant water. [Image description: Illustration, close up of rocky body of a comet with detailed, cratered surface. Glowing rays emanate from the rocky surface like sunlight through clouds, representing water ice being vapourised by the heat of the Sun.]

“Nuestro mundo empapado de agua, repleto de vida y único en el universo hasta donde sabemos, es un misterio; no estamos seguros de cómo llegó toda esta agua”, dijo Stefanie Milam, científica adjunta del proyecto Webb para Planetary . Science y coautor del estudio que informa sobre el hallazgo. “Comprender 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.

Comet 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 la categoría. Antes de eso, se entendía que los cometas se originaban en el Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort, más allá de la órbita de Neptuno, donde sus hielos podían conservarse más lejos del Sol. El material congelado que se vaporiza a medida que se acercan al Sol es lo que les da a los cometas su coma distintivo y su cola flotante, que los diferencia 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 la prueba definitiva era difícil de alcanzar, hasta Webb.

“En el pasado, hemos visto objetos en el cinturón principal con todas las características de los cometas, pero solo con estos datos espectrales precisos de Webb podemos decir que sí, definitivamente es hielo de agua lo que está creando ese efecto”, explicó el astrónomo Michael Kelley de la Universidad de Maryland, autor principal del estudio.

“Con las observaciones de Webb del cometa Read, ahora podemos demostrar que el hielo de agua del Sistema Solar primitivo se puede conservar en el cinturón de asteroides”, dijo Kelley.

El dióxido de carbono faltante fue una sorpresa mayor. Por lo general, el dióxido de carbono constituye alrededor del 10 por ciento del material volátil en un cometa que puede vaporizarse fácilmente por el calor del Sol. El equipo científico presenta dos posibles explicaciones para la falta de dióxido de carbono. Una posibilidad es que el cometa Read tuviera dióxido de carbono cuando se formó, pero lo ha perdido debido a las altas temperaturas.

“Estar en el cinturón de asteroides durante mucho tiempo podría hacerlo: el dióxido de carbono se vaporiza más fácilmente que el hielo de agua y podría filtrarse durante miles de millones de años”, dijo Kelley. Alternativamente, dijo, el cometa Read puede haberse formado en un bolsillo particularmente cálido 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 comparan otros cometas del cinturón principal, dice la astrónoma Heidi Hammel de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA), líder de Observaciones de Tiempo Garantizado de Webb para objetos del Sistema Solar y coautora. de El estudio. “Estos objetos en el cinturón de asteroides son pequeños y tenues, y con Webb finalmente podemos ver qué está pasando con ellos y sacar algunas conclusiones. ¿Otros cometas del cinturón principal también carecen de dióxido de carbono? De cualquier manera, será emocionante descubrirlo”, dijo Hammel.

El coautor Milam imagina las posibilidades de llevar la investigación aún más cerca de casa. “Ahora que Webb ha confirmado que hay agua preservada tan cerca como el cinturón de asteroides, sería fascinante seguir este descubrimiento con una misión de recolección de muestras y aprender qué más pueden decirnos los cometas del cinturón principal”.

El estudio se publica en la revista Nature .

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