Utilizando el telescopio espacial James Webb, los astrónomos han identificado varios componentes helados de la vida en el gas y el polvo que giran alrededor de dos estrellas recién nacidas, o «protoestrellas». Las moléculas observadas van desde moléculas relativamente simples como el metano hasta compuestos complejos como el ácido acético y el etanol.
Anteriormente se esperaba que existieran moléculas orgánicas complejas (COM) en forma sólida y helada alrededor de protoestrellas que aún no habían comenzado a dar origen a planetas a su alrededor. Sin embargo, esta predicción surge de experimentos de laboratorio en la Tierra. La teoría ha sido confirmada tentativamente en el pasado utilizando telescopios espaciales, incluido el propio Telescopio Espacial James Webb. El Telescopio Espacial James Webb encontró diversos hielos en las regiones más oscuras y frías de la nube molecular como parte del Programa Científico de la Edad de Hielo Temprana del JWST.
Pero gracias a las observaciones de las nubes alrededor de las protoestrellas IRAS23385 e IRAS 2A, tomadas con el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) de JWST como parte del programa James Webb de Observaciones de Protoestrellas Jóvenes (JOYS+), la presencia de estos carámbanos ahora es clara. Cierto.
De particular interés para futuros estudios será el material que rodea a la protoestrella de baja masa IRAS 2A, que puede tener similitudes con nuestro Sol, cuando éste estaba en sus etapas primitivas hace más de 4.600 millones de años. Esto significa que el mismo hielo químico identificado alrededor de IRAS 2A probablemente estuvo presente en las primeras etapas de la evolución de nuestro sistema solar y finalmente fue entregado a la Tierra primordial.
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«Este descubrimiento contribuye a responder una de las preguntas más antiguas de la astroquímica», afirmó Will Rocha, líder del equipo e investigador de la Universidad de Leiden. Dijo en un comunicado. «¿Cuál es el origen del COM en el espacio? ¿Se produce en fase gaseosa o en hielo? El descubrimiento de COM en el hielo sugiere que las reacciones químicas en fase sólida en las superficies de los granos de polvo fríos pueden formar tipos complejos de moléculas».
Partículas familiares alrededor de estrellas distantes
Vale la pena señalar que técnicamente se han detectado COM alrededor de protoestrellas antes, pero en forma de gas caliente. Las investigaciones indican que estos gases se crean cuando el hielo sólido se convierte directamente en gas, saltándose así la fase líquida. Este es un proceso llamado «sublimación».
Detectar estos Glacial Sin embargo, COM puede ayudar a comprender mejor los orígenes de moléculas más grandes en el espacio.
Además, los científicos están ansiosos por comprender mejor cómo moléculas como COM llegan a los planetas en las etapas evolutivas finales de las protoestrellas, cuando estas estrellas en ciernes han reunido casi suficiente masa de su entorno para catalizar la fusión de hidrógeno con helio en sus núcleos.
Una sugerencia es que debido a que el material helado viaja a través de los discos planetarios más fácilmente que los gases, el COM puede incorporarse a la formación de cometas como un sólido. Estos cometas podrían luego colisionar con los planetas en formación para liberar estos COM, lo que potencialmente permitiría que florezca la vida tal como la conocemos.
«Todas estas moléculas podrían convertirse en parte de cometas, asteroides y, eventualmente, nuevos sistemas planetarios cuando el material helado se transporte hacia el interior de los discos de formación planetaria a medida que evoluciona el sistema protoestelar», dijo Ewen Deschock, coordinador del programa JOYS+ e investigador de la Universidad de Leiden.
El equipo identificó con éxito acetaldehído, etanol (que llamamos alcohol), formiato de metilo y ácido acético, el ácido que se encuentra en el vinagre. La tripulación también detectó moléculas menos complejas en forma de hielo, entre ellas metano, dióxido de azufre, formaldehído y ácido fórmico, la molécula que hace dolorosas las picaduras de abejas.
El descubrimiento del dióxido de azufre puede resultar particularmente útil para comprender la formación de planetas habitables alrededor de las estrellas. Esto se debe a que las investigaciones han indicado que este compuesto, compuesto de azufre y oxígeno, así como otros compuestos que contienen azufre, jugó un papel importante en la catalización de reacciones metabólicas en la Tierra primitiva.
El equipo también descubrió iones negativos, átomos con una gran abundancia de electrones, en nubes de gas y polvo alrededor de estas protoestrellas, que pueden ser importantes para la formación de sales que ayudan a desarrollar complejidad química a altas temperaturas. El descubrimiento de tales iones sugiere que el hielo alrededor de estas protoestrellas podría tener una composición más compleja de lo esperado, lo que las convierte en objetivos importantes para futuras investigaciones.
«Esperamos seguir este camino astroquímico paso a paso con más datos del Telescopio Espacial James Webb en los próximos años», concluyó Deshuk.
La investigación del equipo se publica en la revista. Astronomía y astrofísica..
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