Capturando los secretos de la química del hielo espacial en video

El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha descubierto diferentes partículas de hielo espacial en las regiones más oscuras y frías de una nube molecular.

Él nuevos hallazgos del JWST han permitido a los astrónomos examinar las moléculas heladas que se incorporarán a los futuros exoplanetas al tiempo que abren una nueva ventana a los orígenes de moléculas más complejas que son el primer paso para crear vida.

Apuntando al hielo enterrado en una región particularmente fría, densa y difícil de investigar del Camaleón I nube molecular, una región a unos 600 años luz de la Tierra que actualmente está formando decenas de estrellas y planetas jóvenes.

“Los astrónomos han inventariado el hielo más profundo en una nube molecular fría hasta la fecha. Usaron la luz de una estrella de fondo, llamada NIR38, para iluminar la nube oscura llamada Chamaeleon I. Los hielos dentro de la nube absorbieron algunas longitudes de onda de luz infrarroja, dejando huellas espectrales llamadas líneas de absorción. Estas líneas indican qué sustancias están presentes en la nube molecular. Estos gráficos muestran datos espectrales de tres de los instrumentos del telescopio espacial James Webb. Además de hielos simples como el agua, el equipo científico pudo identificar formas congeladas de una amplia gama de moléculas, desde dióxido de carbono, amoníaco y metano, hasta la molécula orgánica compleja más simple, el metanol.
Créditos: NASA, ESA, CSA y J. Olmsted (STScI)

Hielo espacial: el vínculo entre el hielo y la vida

El hielo es vital para un planeta habitable porque transporta varios elementos ligeros esenciales como el carbono, el hidrógeno y el oxígeno.

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Estos elementos son ingredientes importantes en moléculas como azúcares y alcoholes, así como en atmósferas y superficies planetarias que permiten que la vida se forme y crezca. Usando el poder del hielo, a través del análisis, el equipo descubrió que las «nubes moleculares interestelares» podrían proporcionar información sobre los componentes básicos de la vida en el universo.

química interestelar

«Nuestros resultados brindan información sobre la fase 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 los planetas se convertirán en discos», dijo Melissa McClure, astrónoma del Observatorio de Leiden en los Países Bajos. , e Investigador Principal del Programa de Observación.

«Estas observaciones abren una nueva ventana a las vías de formación de las moléculas simples y complejas que se necesitan para fabricar los componentes básicos de la vida».

«Abriendo una nueva ventana sobre las vías de formación de moléculas simples y complejas»

En un informe escrito para la NASA, el equipo también explicó que encontraron evidencia de moléculas más complejas que el metanol, y aunque no atribuyeron definitivamente estas señales a moléculas específicas, esto prueba por primera vez que se forman moléculas complejas en las profundidades heladas. de nubes moleculares antes del nacimiento de las estrellas.

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La tecnología del futuro utilizada ahora

«Simplemente no podríamos haber observado este hielo sin Webb», explicó Klaus Pontoppidan, científico del proyecto Webb en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. «Los hielos aparecen como canales en un continuo de luz estelar de fondo. En regiones tan frías y densas, gran parte de la luz de la estrella de fondo está bloqueada, y La exquisita sensibilidad de Webb era necesario para detectar la luz de las estrellas y así identificar los hielos en la nube molecular.

El hielo espacial se detectó al estudiar cómo la luz de las estrellas más allá de la nube molecular fue absorbida por moléculas en longitudes de onda infrarrojas específicas visibles para Webb. Este proceso deja huellas químicas, llamadas espectros de absorción, en la luz infrarroja que Webb detecta y registra.

Esta versión del JWST es el censo más completo hasta la fecha de los ingredientes congelados disponibles para hacer futuras generaciones de estrellas y exoplanetas. Habiendo estado activo solo durante seis meses en enero de 2023, la inmensa cantidad de datos recopilados del JWST es increíble.

Gracias a la combinación de telescopios MIRI, instrumentos NIRCam y NIRspec, los científicos pueden recrear un imagen increíblemente detallada de los datos, abriendo continuamente nuevas perspectivas sobre la formación.

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