Agua más antigua que el Sol

Por UM
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Es probable que hasta la mitad del agua en la Tierra sea más antigua que el mismo sistema solar, según una teoría de los astrónomos de la Universidad de Michigan.

El trabajo de los investigadores, que se publica en la edición actual de la revista “Science”, ayuda a resolver un debate acerca de hasta cuándo en la historia galáctica se remonta la formación del agua en nuestro planeta y nuestro sistema solar.

¿Las moléculas en los hielos de cometas y océanos terrestres surgieron con el sistema mismo –en el disco de polvo y gas en el que se formaron los planetas y que circulaba en torno al joven sol hace 4.600 millones de años?

¿O el agua se originó aun antes, en la antigua nube molecular fría que gestó el Sol y aquel disco formador de planetas?

Entre el 30 y el 50 por ciento del agua en la Tierra provino de la nube molecular, según Ilse Cleeves, experta en astronomía de la UM.

Esto significa que esa agua es aproximadamente un millón de años más antigua que el sistema solar.

Para llegar a ese cálculo Cleeves y el profesor de astronomía Ted Bergin, hicieron un simulacro de los procesos químicos que ocurrieron a medida que se formaba nuestro sistema solar.

Centraron su atención en las proporciones de dos variedades de agua levemente diferentes: el tipo común y una versión más pesada.

Actualmente los cometas y los océanos de la Tierra contienen proporciones particulares de agua pesada, y son proporciones más altas que las del agua que existe en el Sol.

“La química nos dice que la Tierra recibió una contribución de agua de alguna fuente que era muy fría, apenas decenas de grados por encima del cero absoluto, en tanto que el Sol, siendo sustancialmente más caliente, ha eliminado este rasgo de deuterio, o agua pesada”, dijo Bergin.

Para empezar su simulacro del sistema solar los científicos atrasaron el reloj y se enfocaron en el agua pesada.

Luego dieron la señal de “largada” y esperaron a ver si eones de formación del sistema solar podrían llevar a las proporciones que hoy se encuentran en la Tierra y en los cometas.

“Dejamos que la química evolucionaría por un millón de años, el tiempo de duración típica de un disco de formación de planetas, y encontramos que los procesos químicos en el disco eran ineficientes en la producción de agua pesada en todo el sistema solar”, dijo Cleeves.

“Lo que esto implica es que si el disco planetario no hizo el agua, la heredó. En consecuencia, alguna fracción del agua en nuestro sistema solar es más antigua que el Sol”.

Toda forma de vida en la tierra depende del agua.

El entender cuándo y de dónde vino el agua ayuda a que los científicos calculen cuán común pueda ser el agua en toda la Galaxia.

Para Cleeves las implicaciones de estas conclusiones son muy sensacionales, ya que si la formación de agua hubiese sido un proceso local que ocurre en un sistema estelar individual, la cantidad de agua y de otros ingredientes químicos necesarios para la formación de vida podría variar de un sistema a otro.

“Dado, sin embargo, que algunos de los hielos químicamente ricos de la nube molecular se heredan directamente, los sistemas planetarios jóvenes tienen acceso a estos ingredientes importantes”.

Por su parte, Bergin agregó que sobre la base de nuestros simulacros y nuestra creciente comprensión astronómica, la formación de agua a partir de átomos de hidrógeno y oxígeno es un componente ubicuo de las etapas tempranas del nacimiento de las estrellas.

“Es esta agua que por observación astronómica sabemos que se forma a sólo diez grados por encima del cero absoluto antes del nacimiento de la estrella, la que se provee a los sistemas estelares nacientes en todas partes”.

ENGLISH

Up to half of the water on Earth is likely older than the solar system itself, University of Michigan astronomers theorize.

The researchers’ work, published in the current issue of Science, helps to settle a debate about just how far back in galactic history our planet and our solar system’s water formed.

Were the molecules in comet ices and terrestrial oceans born with the system itself—in the planet-forming disk of dust and gas that circled the young sun 4.6 billion years ago?

Or did the water originate even earlier—in the cold, ancient molecular cloud that spawned the sun and that planet-forming disk?

Between 30 and 50 percent came from the molecular cloud, says Ilse Cleeves, a doctoral student in astronomy at the U-M College of Literature, Science, and the Arts. That would make it roughly a million years older than the solar system.

To arrive at that estimate, Cleeves and Ted Bergin, a professor of astronomy, simulated the chemistry that went on as our solar system formed.

They focused on the ratio of two slightly different varieties of water—the common kind and a heavier version.

Today, comets and Earth’s oceans hold particular ratios of heavy water—higher ratios than the sun contains.

«Chemistry tells us that Earth received a contribution of water from some source that was very cold—only tens of degrees above absolute zero, while the sun being substantially hotter has erased this deuterium, or heavy water, fingerprint,» Bergin said.

To start their solar system simulation, the scientists wound back the clock and zeroed out the heavy water. They hit «go» and waited to see if eons of solar system formation could lead to the ratios they see today on Earth and in comets.

«We let the chemistry evolve for a million years—the typical lifetime of a planet-forming disk—and we found that chemical processes in the disk were inefficient at making heavy water throughout the solar system,» Cleeves said.

The scientist said What this implies is if the planetary disk didn’t make the water, it inherited it. Consequently, some fraction of the water in our solar system predates the sun.

All life on Earth depends on water. Understanding when and where it came from can help scientists estimate how common water might be throughout the galaxy.

«If water formation had been a local process that occurs in individual stellar systems, the amount of water and other important chemical ingredients necessary for the formation of life might vary from system to system,” he said.

“But because some of the chemically rich ices from the molecular cloud are directly inherited, young planetary systems have access to these important ingredients.”

Bergin added that based on our simulations and our growing astronomical understanding, the formation of water from hydrogen and oxygen atoms is a ubiquitous component of the early stages of stellar birth. It is this water, which we know from astronomical observations forms at only 10 degrees above absolute zero before the birth of the star, that is provided to nascent stellar systems everywhere.