Los astrónomos han descubierto gas de fosfina en la atmósfera del enano marrón Wolf 1130C utilizando el Telescopio Espacial James Webb. Este hallazgo, liderado por investigadores de la Universidad de California en San Diego, desafía las expectativas ya que la fosfina ha estado ausente en objetos similares. La detección podría revelar conocimientos sobre la química del fósforo en entornos de bajo metal.
La fosfina (PH3), un gas altamente tóxico y explosivo que une fósforo con hidrógeno, es uno de los elementos esenciales para la vida en la Tierra y un posible marcador biológico para la vida anaeróbica. Ocurre naturalmente en las atmósferas de Júpiter y Saturno y a partir de material orgánico en descomposición en la Tierra, pero ha sido esquiva en exoplanetas y enanos marrones a pesar de las predicciones teóricas.
Un equipo liderado por el profesor de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de California en San Diego, Adam Burgasser, detectó fosfina en la atmósfera del enano marrón antiguo y frío Wolf 1130C. Los hallazgos se publicaron en la revista Science en 2025 (DOI: 10.1126/science.adu0401). Utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), el primer instrumento capaz de analizar en detalle tales objetos tenues y de baja temperatura, los investigadores observaron una fuerte señal infrarroja de fosfina.
Wolf 1130C forma parte de un sistema de tres estrellas a 54 años luz de distancia en la constelación de Cygnus, orbitando un par binario: una estrella roja fría (Wolf 1130A) y un enano blanco denso (Wolf 1130B). Este enano marrón, a veces llamado 'estrella fallida', tiene mucho menos metales —elementos más pesados que el hidrógeno y el helio— que el Sol, lo que lo convierte en un laboratorio clave para la química cósmica primitiva.
La sorpresa radica en la ausencia de fosfina en otros enanos marrones y exoplanetas gigantes gaseosos observados por el JWST. "Antes del JWST, se esperaba que la fosfina fuera abundante en las atmósferas de exoplanetas y enanos marrones, siguiendo predicciones teóricas basadas en la mezcla turbulenta que sabemos que existe en estas fuentes", dijo el coautor Sam Beiler, un erudito postdoctoral en el Trinity College Dublin. "Cada observación que hemos obtenido con el JWST ha desafiado las predicciones teóricas, hasta que observamos Wolf 1130C".
La profesora asistente Eileen Gonzales de la Universidad Estatal de San Francisco utilizó modelado de recuperación atmosférica para confirmar la abundancia de fosfina en aproximadamente 100 partes por billón. Una hipótesis atribuye esto a la atmósfera depleta en metales que carece de suficiente oxígeno para unir el fósforo, permitiendo que se forme fosfina con el hidrógeno abundante. Otra sugiere producción local a partir del enano blanco Wolf 1130B a través de eventos de nova pasados, que podrían enriquecer los alrededores con fósforo.
El programa del equipo, Arcana of the Ancients, se centra en enanos marrones antiguos y pobres en metales para probar la química atmosférica. "Entender el problema con la fosfina fue uno de nuestros primeros objetivos", señaló Burgasser. Observaciones futuras del JWST de objetos similares probarán estas ideas. Este trabajo, apoyado por NASA/STScI (NAS 5-03127 y AR-2232) y la Fundación Heising-Simons, podría informar sobre los orígenes del fósforo en la galaxia y su rol en las atmósferas planetarias, ayudando en la búsqueda de vida más allá de la Tierra.