La capacidad incomparable de JWST para mirar en los corazones envueltos de nubes distantes ha revelado los elementos de la bioquímica en el lugar más frío y oscuro que hemos visto hasta ahora.
En una nube molecular llamada Chamaeleon I, ubicada a más de 500 años luz de la Tierra, los datos del telescopio han revelado la presencia de carbono congelado, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre, elementos vitales para la formación de atmósferas y moléculas como amino ácidos, conocidos colectivamente como CHONS.
“Estos elementos son componentes importantes de las moléculas prebióticas como los aminoácidos simples y, por lo tanto, los ingredientes de la vida, por así decirlo”. dice la astrónoma Maria Drozdovskaya de la Universidad de Berna en Alemania.
Además, un equipo internacional de investigadores dirigido por la astrónoma Melissa McClure de la Universidad de Leiden en los Países Bajos también identificó formas congeladas de moléculas más complejas, como agua, metano, amoníaco, sulfuro de carbonilo y la molécula orgánica metanol.
Los cúmulos fríos y densos en las nubes moleculares son donde nacen las estrellas y sus planetas. Los científicos creen que CHONS y otras moléculas estaban presentes en la nube molecular que dio origen al Sol, algunas de las cuales fueron enviadas más tarde a la Tierra a través de impactos de asteroides y cometas helados.
Aunque los elementos y moléculas detectados en Chamaeleon I están flotando silenciosamente en este momento, algún día podrían verse atrapados en la formación de planetas, entregando los ingredientes necesarios para el surgimiento de vida en nuevos planetas bebés.
“Nuestra identificación de moléculas orgánicas complejas, como el metanol y potencialmente el etanol, también sugiere que muchos sistemas estelares y planetarios que se desarrollan en esta nube en particular heredarán moléculas en un estado químico bastante avanzado”. explica el astrónomo Will Rocha
“Esto podría significar que la presencia 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”.
Chamaeleon I es frío y denso, un oscuro conglomerado de polvo y hielo que constituye una de las regiones activas de formación estelar más cercanas a la Tierra. Un censo de su composición, por lo tanto, puede decirnos bastante sobre los ingredientes que intervienen en la formación de estrellas y planetas y contribuir a una comprensión de cómo estos ingredientes se incorporan a los mundos recién formados.
JWST, con sus poderosas capacidades de detección de infrarrojos, puede ver a través del polvo denso con más claridad y detalle que cualquier telescopio anterior. Esto se debe a que las longitudes de onda infrarrojas de la luz no dispersan las partículas de polvo como lo hacen las longitudes de onda más cortas, lo que significa que los instrumentos como el JWST pueden ver a través del polvo mejor que los instrumentos ópticos como el Hubble.
Para determinar la composición química del polvo en Chamaeleon I, los científicos se basan en las firmas de absorción. La luz de las estrellas que viaja a través de la nube puede ser absorbida por elementos y moléculas en ella. Diferentes productos químicos absorben diferentes longitudes de onda. Cuando se recoge un espectro de la luz que emerge, estas longitudes de onda absorbidas son más oscuras. Luego, los científicos pueden analizar estas líneas de absorción para determinar qué elementos están presentes.
JWST miró más profundamente en Chamaeleon I para un censo de su composición que nunca antes habíamos visto. Encontró granos de polvo de silicato, los CHONS antes mencionados y otras moléculas, y hielos más fríos que cualquiera medido antes en el espacio, a alrededor de -263 grados Celsius (-441 grados Fahrenheit).
Y encontraron que, para la densidad de la nube, la cantidad de CHONS era más baja de lo esperado, incluido solo alrededor del 1 por ciento del azufre esperado. Esto sugiere que el resto de los materiales pueden estar encerrados en lugares que no se pueden medir, por ejemplo, dentro de rocas y otros minerales.
Sin más información, es difícil evaluar en este punto, por lo que el equipo pretende obtener más información. Esperan obtener más observaciones que les ayuden a trazar un mapa de la evolución de estos hielos, desde recubrir los granos de polvo de una nube molecular hasta su incorporación a los cometas y quizás incluso a la siembra de planetas.
“Esta es solo la primera de una serie de instantáneas espectrales que obtendremos para ver cómo evolucionan los hielos desde su síntesis inicial hasta las regiones de formación de cometas de los discos protoplanetarios”. McClure dice.
“Esto nos dirá qué mezcla de hielos, y por lo tanto qué elementos, pueden eventualmente ser entregados a las superficies de los exoplanetas terrestres o incorporados a las atmósferas de los planetas gigantes de gas o hielo”.
La investigación ha sido publicada en Naturaleza Astronomía.
Y puede descargar versiones del tamaño de un fondo de pantalla de Imagen de JWST de Chamaeleon I aquí.