Un equipo internacional de científicos, dirigido por un astrofísico de la Universidad Rutgers-Nuevo Brunswick, ha descubierto una nube con potencial de formación estelar. Esta nube es una de las estructuras individuales más grandes del cielo y una de las más cercanas al Sol y a la Tierra jamás detectadas.
La enorme bola de hidrógeno, invisible durante mucho tiempo para los científicos, se reveló al buscar su componente principal: el hidrógeno molecular. Este hallazgo marca la primera vez que se detecta una nube molecular con luz emitida en el ultravioleta lejano del espectro electromagnético y abre la puerta a futuras exploraciones utilizando este enfoque.
Los científicos han bautizado la nube de hidrógeno molecular «Eos», en honor a la diosa griega de la mitología, personificación del amanecer. Su descubrimiento se describe en un estudio publicado en Nature Astronomy.
«Esto abre nuevas posibilidades para el estudio del universo molecular», afirmó Blakesley Burkhart, profesor asociado del Departamento de Física y Astronomía de la Facultad de Artes y Ciencias de Rutgers, quien dirigió el equipo y es uno de los autores del estudio. Burkhart también es investigador científico en el Centro de Astrofísica Computacional del Instituto Flatiron de Nueva York.
Las nubes moleculares están compuestas de gas y polvo, siendo la molécula más común el hidrógeno, componente fundamental de estrellas y planetas, esencial para la vida. También contienen otras moléculas como el monóxido de carbono. Las nubes moleculares se suelen detectar mediante métodos convencionales, como las observaciones de radio e infrarrojos, que captan fácilmente la firma química del monóxido de carbono.
Para este trabajo, los científicos emplearon un enfoque diferente.
«Esta es la primera nube molecular descubierta mediante la observación directa de la emisión de hidrógeno molecular en el ultravioleta lejano», declaró Burkhart. «Los datos mostraron moléculas de hidrógeno brillantes detectadas mediante fluorescencia en el ultravioleta lejano. Esta nube brilla literalmente en la oscuridad».
Eos no representa ningún peligro para la Tierra ni para el sistema solar. Debido a su proximidad, la nube de gas ofrece una oportunidad única para estudiar las propiedades de una estructura dentro del medio interestelar, afirmaron los científicos.
El medio interestelar, compuesto de gas y polvo que llena el espacio entre las estrellas dentro de una galaxia, sirve como materia prima para la formación de nuevas estrellas.
«Cuando observamos a través de nuestros telescopios, captamos sistemas solares enteros en proceso de formación, pero desconocemos con detalle cómo sucede», afirmó Burkhart. «Nuestro descubrimiento de Eos es emocionante porque ahora podemos medir directamente cómo se forman y se disocian las nubes moleculares, y cómo una galaxia comienza a transformar el gas y el polvo interestelar en estrellas y planetas».
Esta nube de gas, con forma de medialuna, se encuentra a unos 300 años luz de la Tierra. Se encuentra en el borde de la Burbuja Local, una gran cavidad espacial llena de gas que abarca el sistema solar. Los científicos estiman que Eos tiene una vasta proyección en el cielo, con unas 40 lunas de diámetro, y una masa unas 3400 veces mayor que la del Sol. El equipo utilizó modelos para demostrar que se espera que se evapore en 6 millones de años.
«El uso de la técnica de emisión de fluorescencia ultravioleta lejana podría redefinir nuestra comprensión del medio interestelar, descubriendo nubes ocultas a lo largo de la galaxia e incluso hasta los límites más lejanos detectables del amanecer cósmico», afirmó Thavisha Dharmawardena, becaria Hubble de la NASA en la Universidad de Nueva York y primera autora compartida del estudio.
El equipo descubrió Eos a partir de los datos recopilados por un espectrógrafo ultravioleta lejano llamado FIMS-SPEAR (acrónimo de espectrógrafo de imágenes fluorescentes), que operaba como instrumento en el satélite coreano STSAT-1. Un espectrógrafo ultravioleta lejano descompone la luz ultravioleta lejana emitida por un material en las longitudes de onda que la componen, al igual que un prisma lo hace con la luz visible, creando un espectro que los científicos pueden analizar.
Los datos se acababan de publicar en 2023 cuando Burkhart los encontró.
«Era como si simplemente estuviera esperando a ser explorado», comentó.
Los hallazgos resaltan la importancia de las técnicas de observación innovadoras para avanzar en la comprensión del cosmos, afirmó Burkhart. Señaló que Eos está dominado por gas hidrógeno molecular, pero es mayoritariamente «oscuro por CO», lo que significa que no contiene gran parte del material y no emite la señal característica detectada por los métodos convencionales. Esto explica cómo Eos eludió ser identificada durante tanto tiempo, según los investigadores.
«La historia del cosmos es la historia de la reorganización de los átomos a lo largo de miles de millones de años», afirmó Burkhart. «El hidrógeno que se encuentra actualmente en la nube de Eos existía en el momento del Big Bang y finalmente cayó sobre nuestra galaxia y se fusionó cerca del Sol. Por lo tanto, ha sido un largo viaje de 13.600 millones de años para estos átomos de hidrógeno».
El descubrimiento se presentó como una sorpresa.
«Cuando estaba en la escuela de posgrado, nos dijeron que no se puede observar fácilmente el hidrógeno molecular directamente», comentó Dharmawardena de la Universidad de Nueva York. Es sorprendente que podamos ver esta nube en datos que no creíamos que veríamos.
Eos también recibe su nombre de una misión espacial propuesta por la NASA que Burkhart y otros miembros del equipo apoyan. La misión busca ampliar el enfoque de detección de hidrógeno molecular a franjas más amplias de la galaxia, investigando el origen de las estrellas mediante el estudio de la evolución de las nubes moleculares.
El equipo está analizando datos en busca de nubes de hidrógeno molecular cercanas y lejanas. Un estudio publicado como preimpresión en arXiv por Burkhart y otros, utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), informa el hallazgo tentativo del gas molecular más distante hasta la fecha.
«Usando el JWST, es posible que hayamos encontrado las moléculas de hidrógeno más alejadas del Sol», afirmó Burkhart. «Por lo tanto, hemos encontrado tanto algunas de las más cercanas como de las más lejanas utilizando la emisión ultravioleta lejana».
Con información de Nature
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