La misión del Espectrofotómetro para la Historia del Universo, la Época de la Reionización y Explorador de Hielos (SPHEREx, por sus siglas en inglés) ha cartografiado el hielo interestelar a una escala sin precedentes. En su exploración de regiones de nuestra galaxia, la Vía Láctea, que abarcan más de 600 años luz, el hielo fue hallado en el interior de nubes moleculares gigantes: vastas regiones de gas y polvo donde densos cúmulos de materia colapsan bajo la fuerza de la gravedad y dan origen a estrellas. Un estudio que describe estos hallazgos fue publicado el 13 de abril en la revista científica The Astrophysical Journal.
Uno de los objetivos principales de SPHEREx es cartografiar las señales químicas de diversos tipos de hielo interestelar. Este hielo incluye moléculas como el agua, el dióxido de carbono y el monóxido de carbono, las cuales son vitales para la química que permite el desarrollo de la vida. Los investigadores creen que estos depósitos de hielo, adheridos a la superficie de diminutos granos de polvo, son el lugar donde se forma y almacena la mayor parte del agua del universo. El agua de los océanos de la Tierra —así como los hielos presentes en los cometas y en otros planetas y lunas de nuestra galaxia— tiene su origen en estas regiones.
“Estos vastos complejos congelados son como ‘glaciares interestelares’ que podrían transportar un suministro masivo de agua a los nuevos sistemas solares que nacerán en esa región”, dijo Phil Korngut, coautor del estudio y científico de los instrumentos para SPHEREx en Caltech, en Pasadena, California. “Es una idea profunda: estamos contemplando un mapa de material que podría llover sobre planetas nacientes y potencialmente sustentar vida futura”.
Gracias a sus capacidades espectrales, SPHEREx puede medir las cantidades de diversos hielos y moléculas —tales como los hidrocarburos aromáticos policíclicos— dentro y alrededor de las nubes moleculares, lo que ayuda a los científicos a comprender mejor su composición y su entorno.
Aunque observatorios espaciales como el telescopio espacial James Webb de la NASA y el ya retirado Spitzer de la misma agencia han detectado agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y otras moléculas de hielo a lo largo de nuestra galaxia, el observatorio SPHEREx es la primera misión infrarroja diseñada específicamente para hallar dichas moléculas en todo el firmamento mediante el estudio espectral a gran escala de esta misión.
“Esperábamos detectar estos hielos frente a estrellas brillantes individuales: la luz de una estrella actúa como un foco, revelando cualquier hielo presente en el espacio entre nosotros y esa estrella. Pero esto es algo diferente”, dijo el autor principal, Joseph Hora, astrónomo del Centro de Astrofísica (CfA, por sus siglas en inglés) de Harvard y el Smithsonian con sede en Cambridge, Massachusetts. “Cuando observamos a lo largo del plano galáctico —donde se concentra la mayor parte de las estrellas, el gas y el polvo de nuestra galaxia—, existe una gran cantidad de luz de fondo difusa que atraviesa nubes de polvo enteras, y SPHEREx puede ver la distribución espacial de los hielos que estas contienen con un detalle increíble”.
Gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA en el sur de California, el observatorio SPHEREx fue lanzado el 11 de marzo de 2025 y posee la capacidad única de ver el cielo en 102 colores; cada uno de ellos representa una longitud de onda diferente de luz infrarroja que ofrece información precisa sobre galaxias, estrellas, regiones de formación planetaria y otras características cósmicas. Hacia finales de 2025, SPHEREx había completado el primero de los cuatro mapas infrarrojos de todo el cielo del universo, trazando en 3D las posiciones de cientos de millones de galaxias para ayudar a responder las principales interrogantes sobre el cosmos, incluyendo aquellas relacionadas con los orígenes del agua y de la vida.
Orígenes gélidos
Utilizando los mapas de diversas moléculas de hielo elaborados por SPHEREx, los autores del estudio pudieron observar a profundidad el interior de numerosas nubes moleculares situadas en las regiones de Cygnus X y la nebulosa Norteamérica de la Vía Láctea. En las zonas más densas, donde la cantidad de polvo es mayor, oscuros carriles filamentosos bloquean la luz visible proveniente de las estrellas que se encuentran detrás. Con su ojo infrarrojo, el telescopio espacial también reveló los lugares donde alcanzan su máxima densidad los distintos hielos, los cuales absorben longitudes de onda específicas de luz infrarroja que atravesarían las nubes si estuvieran compuestas solo por polvo.
Este hallazgo respalda la hipótesis de que el hielo interestelar se forma en la superficie de diminutas partículas de polvo —cuyo tamaño no supera el de las partículas que se encuentran en el humo de una vela— y que las densas regiones de polvo protegen a estos hielos de la intensa radiación ultravioleta que emiten las estrellas recién nacidas. Sin embargo, no todos los hielos reciben el mismo trato en el medio interestelar.
“Podemos investigar los factores del entorno que contribuyen a las diferentes tasas de formación de hielo a lo largo de extensas áreas del espacio interestelar”, dijo Gary Melnick, coautor del estudio y quien es también astrónomo del CfA. “La visión de ‘panorama general’ de la misión SPHEREx proporciona información nueva y valiosa que no se puede obtener al enfocarnos en una región pequeña”.
Dentro de esta amplia perspectiva, añade Melnick, SPHEREx puede hacer algo que los observatorios terrestres no pueden: detectar cantidades variables de agua y dióxido de carbono, dos tipos de hielo que responden de manera diferente a los factores del entorno. Por ejemplo, la presencia de luz ultravioleta intensa proveniente de estrellas jóvenes masivas y cercanas, o el calentamiento de estos granos de polvo por esa luz, afecta la abundancia de los distintos tipos de hielo de manera diferente.
Esto es solo el comienzo de la misión. Las observaciones de SPHEREx ofrecerán a los científicos una poderosa herramienta para explorar los diversos componentes de nuestra galaxia, la física del medio interestelar que conduce a la formación de estrellas y planetas, y los procesos químicos que transportan moléculas esenciales para la vida a los planetas recién formados.
Más información acerca de SPHEREx
Esta misión es gestionada por JPL para la División de Astrofísica de la agencia, dentro de la Dirección de Misiones Científicas en Washington D.C. El telescopio y la plataforma de la nave espacial fueron construidos por BAE Systems en Boulder, Colorado. El análisis científico de los datos de SPHEREx es llevado a cabo por un equipo de científicos de 13 instituciones en Estados Unidos, y en Corea del Sur y Taiwán; el equipo es liderado por el investigador principal, Jamie Bock, quien trabaja desde la sede de Caltech con un cargo conjunto en JPL, y por el científico de proyectos de JPL Olivier Doré. Los datos son procesados y archivados en IPAC, en la sede de Caltech en Pasadena, institución que gestiona a JPL para la NASA. El conjunto de datos de SPHEREx está disponible de forma gratuita para científicos y el público en general.
Para obtener más información sobre la misión SPHEREx, visita el sitio web (en inglés): https://science.nasa.gov/mission/spherex/
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