El Telescopio Espacial James Webb (JWST) está configurado para transformar la comprensión de los astrónomos sobre la química de las estrellas recién formadas, con un análisis realizado por investigadores de RIKEN de los primeros resultados que muestran que puede detectar moléculas orgánicas complejas en las nubes de gas y hielo que rodean a un recién nacido estrella.
Una protoestrella es una estrella recién formada que todavía se alimenta de una envoltura de materia que la generó. Estas envolturas albergan reacciones químicas que transforman bloques de construcción químicos simples en moléculas orgánicas más complejas, que pueden ser los precursores de las moléculas necesarias para que surja la vida.
Los investigadores sospechan que estas moléculas orgánicas complejas se forman en reacciones químicas que ocurren en la superficie de los granos de hielo. A medida que la estrella calienta las moléculas, dejan el hielo y se mezclan con el gas que las rodea.
“Queremos obtener una prueba definitiva de tales vías de formación”, dice Yao-Lun Yang del Laboratorio de Formación de Estrellas y Planetas RIKEN. “Y JWST brinda la mejor oportunidad para hacerlo”.
Lanzado en diciembre de 2021, JWST se encuentra a unos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Yang, junto con los colegas de RIKEN Yuki Okoda y Nami Sakai y miembros del equipo CORINOS, utilizaron datos del Instrumento de infrarrojo medio (MIRI) del telescopio, adquiridos en julio de 2022, para estudiar una protoestrella muy joven.
Cuando las moléculas absorben ciertas frecuencias de luz infrarroja, se estiran y doblan de diferentes maneras según sus estructuras. Dado que cada tipo de molécula absorbe luz infrarroja en un conjunto característico de frecuencias, el espectro infrarrojo detectado por MIRI puede identificar qué moléculas están presentes alrededor de la protoestrella.
Encuestas anteriores de la protoestrella habían identificado moléculas orgánicas complejas en la fase gaseosa, MIRI ofrece una imagen mucho más detallada ya que puede detectar moléculas orgánicas en el hielo, donde se cree que se forman. Los resultados confirman la presencia de hielo de agua, dióxido de carbono y silicatos, que se encuentran en el polvo, junto con moléculas como amoníaco, metano, metanol, formaldehído y ácido fórmico. También hay notas de etanol y acetaldehído.
Las protoestrellas a menudo producen flujos de salida y chorros, y esta protoestrella no es una excepción. MIRI produjo imágenes que revelan la estructura de uno de los flujos de salida de la estrella, mostrando al menos cuatro estructuras en forma de caparazón. El flujo de salida contiene una mezcla de elementos que incluyen hidrógeno, hierro, níquel, neón, argón y azufre. Algunos se concentran en un chorro relativamente caliente que se mueve a unos 200 kilómetros por segundo. Estas eyecciones se están observando cuando tienen quizás solo 170 años, un mero abrir y cerrar de ojos en términos de desarrollo estelar.
Todos estos resultados son un buen augurio para el futuro. “Comenzaremos a entender cómo surge la química orgánica”, dice Yang. “Y también descubriremos los impactos duraderos en los sistemas planetarios similares a nuestro sistema solar”.
El trabajo se publica en The Astrophysical Journal Letters.
Con información de The Astrophysical Journal Letters.
