En lo profundo de las delicadas trazas de la Nebulosa de Orión, finalmente hemos encontrado una importante molécula de carbono nunca antes vista en el espacio interestelar.
Metenio, también conocido como catión metilo (CH3+), es un compuesto de carbono que durante mucho tiempo se predijo que jugaría un papel fundamental en la química orgánica en el espacio interestelar. Ahora, utilizando el Telescopio Espacial James Webb, los científicos lo han identificado en el disco de polvo y gas que rodea a una estrella bebé, lo que confirma la plausibilidad de este papel.
Aunque CH3+ no se considera uno de los ingredientes esenciales para la vida, los científicos creen que ayuda a construir moléculas de carbono más complejas. Dado que la vida tal como la conocemos está basada en el carbono, encontrar CH3+ en el espacio interestelar tiene implicaciones para nuestra comprensión de cómo podría surgir la vida en otras partes de la galaxia.
“Esta detección no solo valida la increíble sensibilidad de Webb, sino que también confirma la importancia central postulada de CH3+ en química interestelar”, dice la astrónoma Marie-Aline Martin-Drumel de la Universidad de Paris-Saclay en Francia.
CH3+ es una molécula muy interesante. Reacciona con una amplia gama de otras moléculas, pero no con el elemento más abundante en nuestro Universo, el hidrógeno. Esto significa que tiene el potencial de ser un trampolín en el camino hacia la creación de moléculas más complejas dentro de los entornos interestelares: una piedra angular, según han creído los científicos durante décadas, de la química interestelar basada en el carbono u orgánica.
Pero no se presentó en las observaciones fuera del Sistema Solar, lo que significa que no pudimos estar seguros de su presencia o función. Muchas de estas observaciones se realizan en el espectro de radio; pero CH3+ carece de las características necesarias para ser observable por radiotelescopios.
Ahí es donde entra en juego JWST. Su excepcional sensibilidad infrarroja lo hace ideal para sondear los tipos de entornos polvorientos donde CH3
Dirigido por el astrónomo Olivier Berné de la Universidad de Toulouse en Francia, un equipo observó más de cerca la nebulosa de Orión, capturada por el espectrómetro de infrarrojo medio de JWST. Allí, encontraron desconcertantes líneas brillantes en el espectro que, en última instancia, podrían explicarse mejor por la presencia de CH.3+.
La ubicación de esta detección fue en un disco de polvo y gas que giraba alrededor de una estrella enana roja llamada d203-506. Esta es una característica común de las nuevas estrellas; nacen de un denso nudo de material en una nube molecular en el espacio que colapsa bajo la gravedad. A medida que este objeto gira, se enrolla en material, disponiéndose en un disco que se arremolina alrededor de la estrella emergente como el agua alrededor de un desagüe.
Una vez que se forma la estrella, lo que queda del disco comienza a formar otros objetos que forman un sistema planetario, como planetas, asteroides, cometas y lunas. Nuestro Sistema Solar nació de tal disco; estudiar discos alrededor de otras estrellas puede ayudarnos a comprender cómo se formó el Sistema Solar y cómo surgió la vida aquí.
Hay un punto bastante importante. El disco protoplanetario de d203-506 está siendo intensamente irradiado por la fuerte luz ultravioleta de las estrellas masivas cercanas, y se cree que esta es una etapa común en la vida de los discos protoplanetarios, ya que la mayoría de las estrellas se forman en viveros estelares, donde estas estrellas masivas Las estrellas son comunes. La evidencia de los meteoritos sugiere que nuestro Sistema Solar también pasó por una etapa como esta.
Se cree que tal radiación tiene un efecto bastante destructivo en las moléculas orgánicas complejas. Así que descubrir cómo sobrevivieron lo suficientemente bien como para que la vida emergiera más tarde ha sido un poco desconcertante.
Afortunadamente, el equipo encontró una solución a este problema. Según su análisis, la luz ultravioleta promueve la formación de CH3+. Y la radiación ultravioleta no dura mucho tiempo, cósmicamente hablando: las estrellas masivas que la arrojan tienen una vida corta, duran solo unos pocos millones de años antes de morir.
Entonces, una vez que la molécula está presente y las estrellas masivas se han ido, CH3+ puede continuar para ayudar a formar moléculas de carbono más complejas.
“Esto muestra claramente que la radiación ultravioleta puede cambiar por completo la química de un disco protoplanetario”. Berne dice.
“En realidad, podría desempeñar un papel fundamental en las primeras etapas químicas de los orígenes de la vida al ayudar a producir CH3+ – algo que tal vez haya sido subestimado anteriormente”.
Quedan dudas sobre las propiedades de esta molécula y el papel que desempeña en la química interestelar. La investigación futura, dice el equipo, abordará estos.
La investigación ha sido publicada en Naturaleza.