Primer hallazgo directo de agua congelada en un disco de escombros fuera del Sistema Solar
El telescopio espacial James Webb ha detectado por primera vez hielo de agua en un sistema estelar joven fuera del Sistema Solar. Este hallazgo revela que los ingredientes para la vida podrían estar extendidos por todo el cosmos.
Por Enrique Coperías
El telescopio espacial James Webb ha detectado por primera vez hielo de agua cristalina en un disco de escombros que rodea a una estrella similar al Sol. El agua congelada, asociada a diminutas partículas de polvo, se concentra en las regiones más frías y alejadas de la estrella, mientras que en las zonas cercanas, el hielo escasea. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Ralf Crawford (STScI)
Por primera vez, un grupo de científicos ha confirmado de manera inequívoca la presencia de agua congelada en un disco de escombros alrededor de una estrella joven fuera del Sistema Solar. Se trata de un hallazgo clave para entender cómo se forman los planetas y la distribución de los componentes esenciales para la vida en el universo.
El descubrimiento, publicado en la revista Nature, se basa en observaciones realizadas con el telescopio espacial James Webb, el más avanzado instrumento astronómico lanzado al espacio hasta la fecha. El equipo, liderado por la astrofísica Chen Xie y compuesto por investigadores de diversas instituciones estadounidenses y europeas, utilizó el espectrógrafo NIRSpec del James Webb para analizar la luz reflejada por el disco de escombros que rodea a la estrella HD 181327. Esta está situada a unos 157 años luz de la Tierra, en la constelación del Pavo.
¿Qué es el disco de HD 181327?
HD 181327 es una estrella relativamente joven, con una edad estimada de 18,5 millones de años, lo que en términos astronómicos equivale a la adolescencia de un sistema planetario. Su disco de escombros —restos de la formación estelar y planetaria— está formado por polvo cósmico, hielo y cuerpos menores, como asteroides y cometas.
Este tipo de disco es similar al cinturón de Kuiper del Sistema Solar, la región más allá de Neptuno donde se encuentran muchos objetos helados, incluidos los cometas.
Las observaciones con el James Webb permitieron detectar una señal espectral muy clara de hielo de agua, especialmente una característica conocida como pico de Fresnel en torno a los 3,1 micrómetros, que solo aparece cuando hay partículas de hielo cristalino relativamente grandes, de aproximadamente un milímetro.
Este tipo de hielo no solo revela su composición, sino que también ofrece pistas sobre su historia térmica: es una forma ordenada del agua congelada que se crea en condiciones específicas de temperatura y presión.
«El James Webb detectó sin ambigüedades no solo hielo de agua, sino hielo de agua cristalino, que también se encuentra en lugares como los anillos de Saturno y los cuerpos helados del cinturón de Kuiper de nuestro sistema solar», dice Xie, investigador adjunto de la Universidad Johns Hopkins de Baltimore (Maryland) en un comunicado de la NASA.
La posible existencia de una línea de nieve
Aunque ya se sabía que objetos como cometas y cuerpos del cinturón de Kuiper en nuestro sistema solar contienen grandes cantidades de agua helada, hasta ahora no se había confirmado directamente su existencia en discos de escombros de otros sistemas estelares. Las observaciones anteriores solo habían ofrecido pistas indirectas o señales ambiguas.
Gracias a la sensibilidad sin precedentes del James Webb, el equipo pudo no solo detectar el hielo, sino también analizar su distribución en el disco. Xie y sus colegas encontraron que la concentración de hielo aumenta con la distancia a la estrella: desde apenas un 0,1% a unas 85 unidades astronómicas (12.716 millones de kilómetros) hasta un 21% a aproximadamente 113 unidades astronómicas o 16.895 millones de kilómetros.
Este gradiente sugiere la existencia de una línea de nieve, un concepto clave en la formación planetaria. Recordemos que la línea de nieve es la región en un sistema protoplanetario más allá de la cual las temperaturas son suficientemente bajas como para que el agua y otros volátiles se condensen en forma sólida.
En el caso de HD 181327, esa línea parece estar cerca de las 85 unidades astronómicas, y más allá de ese límite, el disco actúa como un depósito de cuerpos ricos en hielo.
Un entorno dinámico y activo
El nuevo trabajo también revela que el entorno es altamente dinámico. A pesar de que el hielo se encuentra presente, también está siendo constantemente destruido por la radiación estelar y los impactos entre cuerpos menores. Sin embargo, nuevas partículas de hielo se reponen a medida que colisionan los objetos helados más grandes, liberando así su contenido en forma de polvo y gas.
Este equilibrio entre destrucción y reposición sugiere que el sistema es joven, activo y posiblemente en una fase temprana de formación planetaria.
Además del agua, los investigadores identificaron una posible señal de dióxido de carbono congelado (CO₂) en las regiones más externas del disco, lo cual refuerza la idea de un reservorio rico en volátiles, esto es, sustancias que fácilmente pasan al estado gaseoso a temperaturas relativamente bajas.
También se ha detectado monóxido de carbono en observaciones anteriores con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un telescopio único de diseño revolucionario compuesto por 66 antenas de alta precisión ubicadas en el desierto de Atacama, en Chile. Esto sugiere un paralelismo con el comportamiento de los cometas del Sistema Solar, que emiten gases cuando sus hielos se subliman.
Paralelismo con el cinturón de Kuiper
El sistema HD 181327, por tanto, aparece como un análogo extrasolar del cinturón de Kuiper. Al estudiar estos sistemas jóvenes, los astrónomos pueden echar un vistazo a cómo era el Sistema Solar en sus primeros millones de años y entender mejor los ingredientes y las condiciones que favorecieron la aparición de planetas y posiblemente de la vida.
La similitud entre los hielos detectados en este disco y los que se han observado en Saturno o en cuerpos transneptunianos —objetos del Sistema Solar que orbitan alrededor del Sol a una distancia mayor que Neptuno, es decir, a más allá de las 30 unidades astronómicas— también permite establecer conexiones entre fenómenos de nuestro entorno cósmico y los procesos que ocurren en otros rincones de la galaxia.
«Así es, lo más sorprendente es que estos datos se parecen a otras observaciones recientes del telescopio de objetos del cinturón de Kuiper en nuestro propio sistema solar», nos confirma Christine Chen, coautora y astrónoma asociada del Space Telescope Science Institute de Baltimore.
Ilustración artística del sistema HD 181327, una joven estrella rodeada por un disco de escombros compuesto de polvo e hielo de agua. Imagen generada con DALL-E
Hielo, agua y vida: una conexión astrobiológica
Este descubrimiento no solo tiene importancia para la astrofísica, sino también para la astrobiología. El agua en forma de hielo es un componente esencial para la vida tal como la conocemos, y su presencia en sistemas planetarios jóvenes sugiere que los ingredientes básicos para la vida pueden estar ampliamente distribuidos en el universo.
Si cuerpos helados como los cometas son comunes en otros sistemas, podrían estar transportando agua y moléculas orgánicas a planetas en formación, como se piensa que ocurrió en la Tierra primitiva.
Todo esto ha sido posible gracias a la extraordinaria capacidad del James Webb, que combina una sensibilidad espectral sin precedentes con una resolución espacial capaz de distinguir estructuras detalladas en sistemas planetarios lejanos. El uso del espectrógrafo NIRSpec en modo de campo integral permitió a los científicos analizar la luz reflejada desde distintas regiones del disco, trazando así la distribución del hielo con gran precisión.
El futuro: más agua por descubrir
«HD 181327 es un sistema muy activo —afirma Chen. Y añade—: En su disco de escombros se producen colisiones regulares y continuas. Cuando esos cuerpos helados colisionan, liberan diminutas partículas de hielo de agua polvorienta que tienen el tamaño perfecto para que el James Webb las detecte».
Este hallazgo abre la puerta a futuros estudios que busquen hielo y otros compuestos volátiles en discos alrededor de estrellas de diferentes tipos y edades. Entender cómo de comunes son estos depósitos helados podría arrojar nueva luz sobre la frecuencia con la que se forman planetas similares a la Tierra y las posibilidades de que surja vida en otros lugares del cosmos, según Xie.
No cabe duda de que la detección de hielo de agua en el disco de HD 181327 no solo representa un hito científico, sino también un recordatorio de que, incluso a millones de kilómetros de distancia, los ingredientes de la vida pueden estar esperando su momento para unirse y formar nuevos mundos. ▪️
Fuente: Xie, C., Chen, C.H., Lisse, C.M. et al. Water ice in the debris disk around HD 181327. Nature (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-08920-4
