Universo mayo-junio 2023

17 MAYO-JUNIO 2023 ASTRO PUBLISHING de la formación de hielo en los gra- nos de polvo interestelar que crece- rán hasta convertirse en guijarros de tamaño centimétrico a partir de los cuales se forman los planetas en los discos» , afirma Melissa McClure, as- trónoma del Observatorio de Leiden (Países Bajos), investigadora princi- pal del programa de observación y autora principal del artículo que des- cribe este resultado. «Estas observa- ciones abren una nueva ventana a las vías de formación de las molécu- las simples y complejas que se nece- sitan para fabricar los componentes básicos de la vida.» Además de las moléculas identifica- das, el equipo encontró indicios de moléculas más complejas que el me- tanol y, aunque no atribuyeron de- finitivamente estas señales a mo- léculas específicas, esto demuestra por primera vez que las moléculas complejas se forman en las profun- didades heladas de las nubes mole- culares antes del nacimiento de las estrellas. «Nuestra identificación de moléculas orgánicas complejas, co- mo el metanol y potencialmente el etanol, también sugiere que los nu- merosos sistemas estelares y plane- tarios que se desarrollan en esta nube en particular heredarán molé- culas en un estado químico bastante avanzado» , añadió Will Rocha, as- trónomo del Observatorio de Leiden que contribuyó a este descubri- miento. «Esto podría significar que la presencia de precursores de molé- culas prebióticas en sistemas plane- tarios es un resultado común de la formación estelar, más que una ca- racterística única de nuestro propio sistema solar.» Al detectar el sulfuro de carbonilo, un hielo que contiene azufre, los investigadores pudieron estimar por primera vez la cantidad de azufre incrustado en granos de polvo pre-estelar helado. Aunque la cantidad medida es mayor que la ob- servada anteriormente, sigue siendo inferior a la cantidad total que se es- pera que esté presente en esta nube, basándose en su densidad. Lo mis- mo ocurre con los demás elementos CHONS. Un reto clave para los astró- nomos es comprender dónde se es- conden estos elementos: en hielos, en materiales similares al hollín o en rocas. La cantidad de CHONS en cada tipo de material determina cuántos de estos elementos acaban en las at- mósferas de los exoplanetas y cuán- tos en sus interiores. «El hecho de que no hayamos visto todos los CHONS que esperamos, puede indi- car que están encerrados en mate- riales rocosos o de hollín que no podemos medir» , explicó McClure. «Esto podría permitir una mayor di- versidad en la composición aparente de los planetas terrestres.» La caracterización química de los hielos se llevó a cabo estudiando cómo la luz estelar procedente de más allá de la nube molecular era absorbida por las moléculas heladas del interior de la nube en longitudes de onda infrarrojas específicas visi- bles para Webb. Este proceso deja huellas químicas conocidas como lí- neas de absorción, que pueden com- pararse con datos de laboratorio para identificar qué hielos están pre- sentes en la nube molecular. En este estudio, el equipo se centró en los hielos enterrados en una región es- pecialmente fría, densa y difícil de investigar de la nube molecular Cha- maeleon I, una región situada a unos 630 años luz de la Tierra que se encuentra actualmente en proceso de formación de docenas de estre- llas jóvenes. «No podríamos haber observado estos hielos sin el Webb» , explica Klaus Pontoppidan, cientí- fico del proyecto Webb en el Space Telescope Science Institute de Balti- more (Maryland), que ha participa- do en esta investigación. «Los hielos se muestran como puntos de inmer- sión en un continuo de luz estelar de fondo. En regiones tan frías y den- sas, gran parte de la luz de la estrella de fondo queda bloqueada, y fue necesaria la exquisita sensibilidad de Webb para detectar la luz estelar y, por tanto, identificar los hielos en la nube molecular.» Esta investigación forma parte del proyecto Ice Age, uno de los trece programas Early Release Science de Webb. Estas observaciones están di- señadas para mostrar las capacida- des de observación de Webb y per- mitir a la comunidad astronómica aprender cómo obtener lo mejor de sus instrumentos. El equipo de la Ice Age ya ha plani- ficado nuevas observaciones, y es- pera trazar el viaje de los hielos desde su formación hasta el ensam- blaje de los cometas helados. « Ésta es sólo la primera de una serie de instantáneas espectrales que obten- dremos para ver cómo evolucionan los hielos desde su síntesis inicial hasta las regiones de formación de cometas de los discos protoplaneta- rios », concluye McClure. «Esto nos dirá qué mezcla de hielos − y por tanto, qué elementos − pueden lle- gar finalmente a las superficies de los exoplanetas terrestres o incorpo- rarse a las atmósferas de los planetas gigantes gaseosos o helados.» E sta imagen tomada por la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del telescopio espacial James Webb muestra la región central de la nube molecular oscura Cha- maeleon I, que se encuentra a 630 años luz de distancia. El frío y tenue material de la nube (azul, centro) está iluminado en el infrarrojo por el brillo de la joven proto- estrella Ced 110 IRS 4 (naranja, arriba a la izquierda). La luz de numerosas estrellas de fondo, que se ven como puntos naranjas detrás de la nube, puede utilizarse para detectar hielo en la nube, que absorbe la luz estelar que pasa a través de ellos. [Image: NASA, ESA, CSA. Science: Fengwu Sun (Steward Observatory), Zak Smith (The Open University), IceAge ERS Team. Image processing: M. Zamani (ESA/Webb)] ! UNIVERSO