Un grupo de investigadores ha descubierto fosfano en la atmósfera de una vieja y fría enana marrón, llamada Wolf 1130C. Algo que resulta intrigante porque el fósforo es uno de los elementos clave para la vida en la Tierra. Al combinarlo con hidrógeno, forma la molécula fosfano (PH3), un gas muy tóxico y explosivo.
La importancia de la presencia de fosfano en una enana marrón
El fosfano también está presente en las atmósferas de gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno. Desde hace tiempo, se ha planteado que es una posible biofirma para la vida anaeróbica, porque hay pocas fuentes naturales de este gas en las atmósferas de planetas terrestres. En el caso de la Tierra, el fosfano es un producto del deterioro de la materia orgánica. Ahora, su detección en la enana marrón Wolf 1130C abre un nuevo enigma. La detección se ha producido en la atmósfera del objeto, con la ayuda del telescopio James Webb.
Es el primer telescopio con la sensibilidad para observar estos objetos celestes con suficiente detalle. El misterio, sin embargo, no es por qué hay fosfano en esta enana marrón. La pregunta es por qué no se ha detectado en otras enanas marrones y en las atmósferas de exoplanetas gigantes gaseosos. Los investigadores explican que su programa se centra en enanas marrones viejas, pobres en metales, como forma de entender la química atmosférica. Entre sus objetivos estaba entender el problema con el fosfano.
En las atmósferas ricas en hidrógeno, de los gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno, el fosfano se forma de manera natural. Por ello, los científicos habían predicho que el fosfano debería estar presente en las atmósferas de gigantes gaseosos en torno a otras estrellas, así como en las enanas marrones. Objetos que también conocemos como estrellas fallidas, porque no llegaron a ser suficientemente masivas como para desencadenar la fusión de hidrógeno. Sin embargo, el fosfano, incluso en observaciones anteriores del telescopio James Webb, ha pasado desapercibido.
El misterio de Wolf 1130C
Hasta la llegada del telescopio James Webb, se esperaba que el fosfano fuese abundante en las atmósferas de exoplanetas y enanas marrones, porque eso mostraban los modelos teóricos. Pero en cada observación que se había realizado hasta ahora, no se había detectado fosfano, hasta la llegada de Wolf 1130C. Esta enana marrón está a 54 años luz, en la dirección de la constelación de Cygnus (el Cisne). La enana marrón forma parte de un sistema triple. Orbita en torno a un sistema binario compuesto por una enana roja (Wolf 1130A) y una enana blanca (Wolf 1130B).
Wolf 1130C ha sido un objeto popular, en el estudio de enanas marrones, debido a su baja abundancia de metales (elementos más allá del hidrógeno y el helio) en comparación al Sol. A diferencia de otras enanas marrones, en Wolf 1130C fue muy fácil detectar fosfano. Para entender la implicación de este hallazgo, los investigadores necesitaban cuantificar su abundancia en la atmósfera del objeto. Para ello, utilizaron un modelo que recurría a los datos del telescopio James Webb y obtenía cuál debía ser la abundancia de diferentes gases.
En Wolf 1130C, el modelo indicaba que el fosfano está presente en la abundancia teórica predicha de unas 100 partes por mil millones. El descubrimiento es muy interesante para los investigadores, pero plantea una duda. ¿Por qué está presente en la atmósfera de esta enana marrón pero no en otras? Una posible explicación es la baja abundancia de metales, que puede afectar a la química de su atmósfera. Es posible que en condiciones normales, explican, el fósforo termine unido a otra molécula como el trióxido de fósforo.
El fosfano en una enana marrón puede necesitar condiciones especiales
En el caso de Wolf 11310C, no hay suficiente oxígeno para unirse al fósforo, por lo que se puede formar fosfano a partir del abundante hidrógeno que contiene. El equipo espera explorar esta posibilidad con nuevos datos del telescopio James Webb, que buscará fosfano en las atmósferas de otras enanas marrones pobres en metales. Otra posibilidad es que el fósforo se generase localmente en el sistema Wolf 1130ABC. Específicamente podría proceder de la enana blanca. Wolf 1130B, que podría haber pasado por algún episodio de nova en el pasado.
Una nova se produce cuando una enana blanca acumula material en su superficie y termina desencadenando una reacción nuclear desbocada. Es posible que, una nova en este sistema hubiese dejado contaminación en forma de fósforo. De hecho, este proceso podría ser el responsable de una parte importante del fósforo de la galaxia, según se ha planteado en estudios anteriores. Entender esta enana marrón, que tiene una señal clara de fosfano, podría llevar a nuevas pistas sobre su formación por medio de este proceso.
Los propios investigadores explican que entender la química del fosfano en las atmósferas de enanas marrones, donde no se espera encontrar vida, es clave para entender esta molécula en la búsqueda de vida en mundos rocosos más allá del Sistema Solar. No es algo que nos acerque a encontrar vida en otros lugares de la galaxia, pero sí a entender mejor un compuesto que, si se detecta en planetas rocosos, sí podría ser una señal de vida. De momento, queda mucho por investigar para comprender el origen del fosfano y su posible importancia para encontrar vida.
Estudio
El estudio es A. Burgasser, E. Gonzales, S. Beiler et al.; «Observation of undepleted phosphine in the atmosphere of a low-temperature brown dwarf». Publicado en la revista Science el 2 de octubre de 2025. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
