Esta imagen fue tomada por el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) del Telescopio Espacial James Webb de una región paralela a la protoestrella masiva conocida como IRAS23385.

Webb halla moléculas orgánicas en dos protoestrellas

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA/ESA ha detectado en dos protoestrellas los ingredientes básicos para la formación de mundos potencialmente habitables. Desde moléculas relativamente simples como el metano, hasta compuestos complejos como el ácido acético y el etanol.

La presencia de moléculas orgánicas complejas (COMs) en fase sólida en protoestrellas, se predijo por primera vez hace décadas a partir de experimentos en laboratorio. Otros telescopios espaciales también han realizado tentativas de detección de estas moléculas.

También el programa «Ice Age project», uno de los trece programas del Early Release Science (ERS) de Webb, descubrió diversos hielos en una nube molecular, en las regiones más oscuras y frías medidas hasta la fecha.

Webb confirma COMs en el hielo interestelar

Ahora, con la resolución espectral y sensibilidad sin precedentes del Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) de Webb, como parte del programa JOYS+ (Observaciones de Protoestrellas Jóvenes del James Webb), se han podido identificar individualmente y confirmar la presencia de COMs en los hielos interestelares.

Esto incluye la detección sólida y confiable de acetaldehído, etanol (lo que llamamos alcohol), formato de metilo y probablemente ácido acético (el ácido del vinagre), en fase sólida.

«Este hallazgo contribuye a responder una de las preguntas más antiguas de la Astroquímica», dijo el líder del equipo Will Rocha de la Universidad de Leiden en los Países Bajos.

«¿Cuál es el origen de las COMs en el espacio? ¿Se forman en la fase gaseosa o en hielos? La detección de COMs en los hielos sugiere que las reacciones químicas en fase sólida en las superficies de los granos de polvo frío pueden producir tipos de moléculas complejas».

El origen de las COMs en el espacio

Dado que varias COMs, incluidas aquellas detectadas en fase sólida en esta investigación, se han detectado previamente en la fase gaseosa, ahora se cree que tienen su origen en la sublimación de los hielos.

La sublimación es el cambio directo de un sólido a un gas sin pasar por el estado líquido. Por lo tanto, la detección de COMs en los hielos hace que los astrónomos tengan esperanzas de desarrollar una comprensión mejorada de los orígenes de otras moléculas aún más grandes en el espacio.

Los científicos también están interesados en explorar en qué medida estas COMs se transportan a planetas en etapas mucho más tardías en la evolución de la protoestrella.

Las COMs presentes en los hielos se transportan de manera más eficiente a los discos de acreción que las presentes en las nubes de gas. Por lo tanto, cometas y asteroides pueden heredar estas COMs y, a su vez, colisionar con planetas en formación.

En este escenario, las COMs presentes en los hielos pueden suministrarse a los planetas durante la colisión, proporcionando los ingredientes básicos para la vida.

Gráfica del espectro de una de las dos protoestrellas, IRAS 2A. Incluye las "huellas dactilares" de acetaldehído, etanol, metilformiato y probablemente ácido acético, en fase sólida.
Gráfica del espectro de una de las dos protoestrellas, IRAS 2A. Incluye las «huellas dactilares» de acetaldehído, etanol, metilformiato y probablemente ácido acético, en fase sólida.

El equipo científico también detectó moléculas más simples, incluyendo metano, ácido fórmico (que hace que la picadura de las hormigas sea dolorosa), dióxido de azufre y formaldehído.

El dióxido de azufre, en particular, permite al equipo investigar la cantidad de azufre disponible en protoestrellas. Además, es de interés prebiótico porque hay investigaciones que sugieren que los compuestos de azufre jugaron un papel importante, potenciando reacciones metabólicas en la Tierra primitiva.

Similitudes con etapas tempranas del Sistema Solar

De particular interés es que una de las fuentes investigadas, IRAS 2A, está caracterizada como una protoestrella de baja masa. Por lo tanto, IRAS 2A puede tener similitudes con las etapas primordiales de nuestro propio Sistema Solar.

En caso de ser así, las especies químicas identificadas en esta protoestrella podrían haber estado presentes en las primeras etapas del desarrollo de nuestro Sistema Solar y luego habrían sido suministradas a la Tierra primitiva.

«Todas estas moléculas pueden formar parte de cometas y asteroides y, con el tiempo, de nuevos sistemas planetarios a medida que el material helado se transporta hacia los discos de acreción, según va evolucionando el sistema protoestelar», dijo van Dishoeck. «Esperamos seguir este rastro astroquímico paso a paso con más datos de Webb en los próximos años».

Fuente: Cheers! Webb finds ethanol and other icy ingredients for worlds

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