El telescopio espacial James Webb de la NASA ha encontrado los «bloques» para la construcción de la vida congelados dentro de los hielos más profundos y fríos medidos en una nube molecular.
El material de la nube fría y tenue (azul, centro) está iluminado en el infrarrojo por el resplandor de la joven protoestrella Ced 110 IRS 4 (naranja, arriba a la izquierda). La luz de numerosas estrellas de fondo, vistas como puntos naranjas detrás de la nube, se puede utilizar para detectar hielos en la nube, que absorben la luz de las estrellas que pasa a través de ellos. Crédito: NASA, ESA, CSA.
Webb envió una imagen nunca antes vista de la nube helada Camaleón 1, a 630 años luz de la Tierra. Una nube que es tan fría y helada que las moléculas se han congelado en granos de polvo en su interior. Esto, en conjunción con las imágenes logradas por los instrumentos altamente sensibles del Webb, permitió que los científicos identificaran moléculas de metano, azufre, nitrógeno y etanol.
Y debido a que estos elementos son necesarios para la vida, los datos más recientes permitirán ver cuánto de cada uno se utiliza en la receta cósmica para formar nuevos planetas y ver qué tan habitable serán.
«Los resultados brindan información sobre la etapa química oscura inicial de la formación de hielo en los granos de polvo interestelar que se convertirán en guijarros de un centímetro a partir de los cuales se forman los planetas en discos», explicó Melissa McClure, astrónoma del Observatorio de Leiden en el Países Bajos, quien es la investigadora principal del programa de observación y autora principal del artículo publicado en Nature Astronomy. «Estas observaciones abren una nueva ventana sobre las vías de formación de las moléculas simples y complejas que se necesitan para fabricar los componentes básicos de la vida».
En la Tierra, el metano incluye emisiones de humedales y océanos y de los procesos digestivos de las termitas. Y el etanol proviene de la fermentación de almidones y azúcares. Crédito: David Mark .
Además de las moléculas detectadas, el equipo encontró evidencia de algunas más complejas que el metanol y, aunque definitivamente no atribuyeron estas señales a moléculas específicas, esto prueba por primera vez que las moléculas complejas se forman en las heladas profundidades de las nubes moleculares, antes de que nazcan las estrellas.
«Nuestra identificación de moléculas orgánicas complejas también sugiere que muchos sistemas estelares y planetarios que se desarrollan en esta nube en particular heredarán moléculas en un estado químico bastante avanzado», agregó Will Rocha, astrónomo del Observatorio de Leiden que contribuyó a este descubrimiento. «Esto podría significar que la presencia de precursores de moléculas prebióticas en los sistemas planetarios es un resultado común de la formación de estrellas, en lugar de una característica única de nuestro propio sistema solar».
Si deseas construir un planeta habitable, los hielos son un ingrediente vital porque son la principal fuente de varios elementos clave, a saber, carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre (referidos como CHONS por sus iniciales en inglés). Estos elementos son ingredientes importantes tanto en las atmósferas planetarias como en moléculas como azúcares, alcoholes y aminoácidos simples. Crédito: NIRCam, NIRSpec y MIRI Spectra.
La caracterización química de los hielos en la nube se logró estudiando cómo la luz de las estrellas de fondo era absorbida por las moléculas heladas en su interior en longitudes de onda infrarrojas específicas visibles para Webb. Este proceso deja huellas químicas conocidas como líneas de absorción que pueden compararse con datos de laboratorio para identificar qué hielos están presentes en la nube molecular.
«El hecho de que no hayamos visto todas las moléculas que esperábamos puede indicar que están encerradas en más materiales rocosos o polvosos que no podemos medir», señaló McClure. «Esto podría permitir una mayor diversidad en la composición general de planetas terrestres».
No sugar or spice, but everything ice ❄️
In this molecular cloud (a birthplace of stars & planets), Webb scientists found a variety of icy ingredients. These frozen molecules, like carbon dioxide and methane, could go on to become building blocks of life. https://t.co/1txG9rE0rc pic.twitter.com/zfzAJAiwst
— NASA Webb Telescope (@NASAWebb) January 23, 2023
Esta investigación forma parte del proyecto Ice Age, uno de los 13 programas de ciencia de lanzamiento temprano de Webb. Estas observaciones están diseñadas para mostrar las capacidades de observación del telescopio espacial y permitir que la comunidad astronómica aprenda a sacar el máximo partido de sus instrumentos.
El equipo de Ice Age ya ha planeado más observaciones y espera rastrear el viaje de los hielos desde su formación hasta el ensamblaje de los cometas helados.
