¿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 alrededor de dos protoestrellas jóvenes conocidas como IRAS 2A e IRAS 23385.
Un equipo internacional de científicos, que utiliza el telescopio espacial James Webb de NASA/ESA/CSA, ha identificado una gran cantidad de moléculas complejas, que contienen carbono (orgánicas) y rodean dos protoestrellas, las cuales incluyen huellas de acetaldehído, etanol, formiato de metilo y probablemente ácido acético, en la fase sólida.
Aunque todavía no se están formando planetas alrededor de esas estrellas, éstas y otras moléculas detectadas por Webb representan ingredientes clave para crear planetas potencialmente habitables, según la investigación publicada en la revista Astronomy & Astrophysics.
“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.
El equipo internacional de astrónomos utilizó el MIRI (instrumento de infrarrojo medio) de Webb para identificar una variedad de compuestos helados formados por moléculas orgánicas complejas como etanol (alcohol) y probablemente ácido acético. Este trabajo se basa en detecciones anteriores de Webb de diversos hielos en una nube molecular fría y oscura.
¿Cuál es el origen de las moléculas orgánicas complejas?
Moléculas orgánicas complejas (COM), incluidas en esta investigación, se detectaron anteriormente en la fase gaseosa caliente de esta formación estelar. Y ahora se cree que se originan a partir de la sublimación del hielo. Ello consiste en pasar directamente de sólido a gas sin convertirse en líquido. Por lo tanto, la detección de estas moléculas en el hielo hace que los astrónomos tengan esperanzas de mejorar la comprensión de los orígenes de otras moléculas incluso más grandes en el espacio.
Los científicos también están interesados en explorar en qué medida 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 gaseosas calientes. Por lo tanto, estos COM helados pueden incorporarse a cometas y asteroides, que a su vez pueden colisionar con planetas en formación, proporcionando los ingredientes para que posiblemente florezca la vida.
El equipo científico también detectó moléculas más simples, incluido el ácido fórmico (que provoca la sensación de ardor de la picadura de una hormiga), metano, formaldehído y dióxido de azufre. Las investigaciones sugieren que los compuestos que contienen azufre, como el dióxido de azufre, desempeñaron un papel importante en el impulso de reacciones metabólicas en la Tierra primitiva.
Primeras etapas de nuestro propio sistema solar
De particular interés es que una de las fuentes investigadas, IRAS 2A, se caracteriza por ser 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 probablemente estuvieron presentes en las primeras etapas de desarrollo de nuestro sistema solar y luego llegaron a la Tierra primitiva.
“Todas estas moléculas pueden formar parte de cometas y asteroides y, eventualmente, de nuevos sistemas planetarios cuando el material helado se transporta hacia el interior del disco de formación de planetas a medida que evoluciona el sistema protoestelar”, dijo Ewine van Dishoeck de la Universidad de Leiden, una de las coordinadoras del el programa de ciencias. “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.
Potencia del James Webb
El Telescopio Espacial James Webb es el principal observatorio científico espacial del mundo y está resolviendo misterios en nuestro sistema solar, mirando más allá, hacia mundos distantes alrededor de otras estrellas, y explorando 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.
El instrumento MIRI se desarrolló a través de una asociación 50-50 entre la NASA y la ESA. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA lideró los esfuerzos estadounidenses para MIRI, y un consorcio multinacional de institutos astronómicos europeos contribuye a la ESA. George Rieke de la Universidad de Arizona es el líder del equipo científico de MIRI. Gillian Wright es la investigadora principal europea de MIRI.
El desarrollo del crioenfriador MIRI fue dirigido y gestionado por el JPL, en colaboración con Northrop Grumman en Redondo Beach, California, y el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
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