Los científicos que utilizan el Telescopio Espacial James Webb (JWST) han observado y medido el hielo más frío en los confines más profundos de una nube molecular interestelar hasta la fecha. Las moléculas congeladas tenían una temperatura de -263°C, según una nueva investigación publicada el 23 de enero en la revista Nature Astronomy.
Las nubes moleculares, formadas por moléculas congeladas, gases y partículas de polvo, sirven como lugar de nacimiento de estrellas y planetas, incluidos planetas habitables, como el nuestro. En esta última investigación, un equipo de científicos utilizó la cámara infrarroja del JWST para investigar una nube molecular llamada Chameleon I, a unos 500 años luz de la Tierra.
Dentro de la nube oscura y fría, el equipo identificó moléculas congeladas como azufre carbonilo, amoníaco, metano, metanol y más. Estas moléculas algún día serán parte del núcleo caliente de una estrella en crecimiento, y posiblemente parte de futuros exoplanetas, según los investigadores. También contienen los componentes básicos de los mundos habitables: carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y azufre, un cóctel molecular conocido como COHNS.
“Nuestros resultados brindan información sobre la etapa química oscura inicial de la formación de hielo en los granos de polvo interestelar que se convertirán en guijarros de un centímetro de los cuales se forman los planetas”, dijo la autora principal del estudio, Melissa McClure, astrónoma del Observatorio de Leiden en el Países Bajos, en un comunicado.
Una guardería polvorienta
Las estrellas y los planetas se forman dentro de nubes moleculares como Chameleon I. Durante millones de años, los gases, hielos y polvo colapsan en estructuras más masivas. Algunas de estas estructuras se calientan para convertirse en núcleos de estrellas jóvenes. A medida que las estrellas crecen, arrastran más y más material y se calientan cada vez más. Una vez que se forma una estrella, el gas sobrante y el polvo a su alrededor forman un disco. Una vez más, esta materia comienza a chocar, uniéndose y eventualmente formando cuerpos más grandes. Un día, estos grupos pueden convertirse en planetas, incluso los habitables como el nuestro.
“Estas observaciones abren una nueva ventana sobre las vías de formación de las moléculas simples y complejas que se necesitan para fabricar los componentes básicos de la vida”, dijo McClure en el comunicado.
El JWST envió sus primeras imágenes en julio de 2022, y los científicos están utilizando actualmente los instrumentos del telescopio de US$10 mil millones para demostrar qué tipos de mediciones son posibles. Para identificar las moléculas dentro de Chameleon I, los investigadores utilizaron la luz de las estrellas que se encuentran más allá de la nube molecular. A medida que la luz brilla hacia nosotros, el polvo y las moléculas dentro de la nube la absorben de formas características. Estos patrones de absorción pueden luego compararse con patrones conocidos determinados en el laboratorio.
El equipo también encontró moléculas más complejas que no pueden identificar específicamente. Pero el hallazgo demuestra que las moléculas complejas se forman en las nubes moleculares antes de que las estrellas en crecimiento las consuman.
“Nuestra identificación de moléculas orgánicas complejas, como el metanol y potencialmente el etanol, también sugiere que muchos sistemas estelares y planetarios que se desarrollan en esta nube en particular heredarán moléculas en un estado químico bastante avanzado”, dijo el coautor del estudio Will Rocha, astrónomo de del Observatorio Leiden, en el comunicado”.
Aunque el equipo estaba encantado de observar COHNS dentro de la sopa molecular fría, no encontraron una concentración de moléculas tan alta como esperaban en una nube densa como Chameleon I. Cómo un mundo habitable como el nuestro obtuvo su COHNS helado es sigue siendo una pregunta importante entre los astrónomos. Una teoría es que los COHNS llegaron a la Tierra a través de colisiones con cometas y asteroides helados.
“Esta es solo la primera de una serie de instantáneas espectrales que obtendremos para ver cómo evolucionan los hielos desde su síntesis inicial hasta las regiones de formación de cometas de los discos protoplanetarios”, dijo McClure en el comunicado. “Esto nos dirá qué mezcla de hielos, y por lo tanto qué elementos, pueden eventualmente ser entregados a las superficies de los exoplanetas terrestres o incorporados a las atmósferas de los planetas gigantes de gas o hielo”.
Fuente: Live Science.
