¿Qué tienen en común las margaritas, el vinagre y las picaduras de hormigas? Contienen ingredientes químicos que el telescopio espacial James Webb de la NASA ha identificado en torno a dos protoestrellas jóvenes conocidas como IRAS 2A e IRAS 23385. Aunque aún no se están formando planetas alrededor de esas estrellas, estas y otras moléculas detectadas allí por Webb representan ingredientes clave para crear mundos potencialmente habitables.
Un equipo internacional de astrónomos utilizó el MIRI (Mid-Infrared Instrument) de Webb para identificar una variedad de compuestos helados formados por moléculas orgánicas complejas como el etanol (alcohol) y probablemente el ácido acético (un ingrediente del vinagre). Este trabajo se basa en detecciones anteriores de Webb de diversos hielos en una nube molecular fría y oscura.
Imagen A: Campo paralelo a la protoestrella IRAS 23385 (imagen MIRI)
¿Cuál es el origen de las moléculas orgánicas complejas (COM)?
"Este hallazgo contribuye a una de las preguntas de larga data en astroquímica", dijo el líder del equipo, Will Rocha, de la Universidad de Leiden, en los Países Bajos. "¿Cuál es el origen de las moléculas orgánicas complejas, o COM, en el espacio? ¿Se elaboran en fase gaseosa o en hielos? La detección de COM en los hielos sugiere que las reacciones químicas en fase sólida en las superficies de los granos de polvo frío pueden construir tipos complejos de moléculas".
Dado que varios COM, incluidos los detectados en la fase sólida en esta investigación, se detectaron previamente en la fase de gas caliente, ahora se cree que se originan a partir de la sublimación de los hielos. La sublimación consiste en cambiar directamente de un sólido a un gas sin convertirse en líquido. Por lo tanto, la detección de COM en los hielos hace que los astrónomos tengan esperanzas de una mejor comprensión de los orígenes de otras moléculas aún más grandes en el espacio.
Los científicos también están interesados en explorar hasta qué punto estos COM son transportados a planetas en etapas mucho más tardías de la evolución protoestelar. Se cree que los COM en los hielos fríos son más fáciles de transportar desde las nubes moleculares a los discos de formación de planetas que las moléculas cálidas y gaseosas. Por lo tanto, estos COM helados pueden incorporarse a cometas y asteroides, que a su vez pueden colisionar con planetas en formación, entregando los ingredientes para que la vida pueda florecer.
El equipo científico también detectó moléculas más simples, como el ácido fórmico (que causa la sensación de ardor de la picadura de una hormiga), el metano, el formaldehído y el dióxido de azufre. La investigación sugiere que los compuestos que contienen azufre, como el dióxido de azufre, desempeñaron un papel importante en el impulso de las reacciones metabólicas en la Tierra primitiva.
Imagen B: Moléculas orgánicas complejas en IRAS 2A
¿Similar a las primeras etapas de nuestro propio sistema solar?
De particular interés es que una de las fuentes investigadas, IRAS 2A, se caracteriza como una protoestrella de baja masa. Por lo tanto, IRAS 2A puede ser similar a las primeras etapas de nuestro propio sistema solar. Como tal, las sustancias químicas identificadas alrededor de esta protoestrella pueden haber estado en las primeras etapas de desarrollo de nuestro sistema solar y luego haber sido entregadas a la Tierra primitiva.
"Todas estas moléculas pueden convertirse en parte de cometas y asteroides y, eventualmente, de nuevos sistemas planetarios cuando el material helado es transportado hacia el interior del disco de formación planetaria a medida que evoluciona el sistema protoestelar", dijo Ewine van Dishoeck de la Universidad de Leiden, una de las coordinadoras del programa científico. "Esperamos seguir este rastro astroquímico paso a paso con más datos de Webb en los próximos años".
Estas observaciones se realizaron para el programa JOYS+ (James Webb Observations of Young ProtoStars). El equipo dedicó estos resultados al miembro del equipo Harold Linnartz, quien falleció inesperadamente en diciembre de 2023, poco después de la aceptación de este artículo.
Esta investigación ha sido aceptada para su publicación en la revista Astronomy & Astrophysics.
El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio científico espacial del mundo. Webb está resolviendo misterios en nuestro sistema solar, mirando más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y sondeando las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.
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