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Webb hace la primera detección de una crucial molécula de carbono

Estas imágenes de Webb muestran una parte de la nebulosa de Orión conocida como la Barra de Orión. La imagen más grande, a la izquierda, proviene del instrumento cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) de Webb. Arriba a la derecha, el telescopio se enfoca en un área más pequeña utilizando el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de Webb. En el centro mismo del área observada con MIRI se encuentra un sistema estelar joven con un disco protoplanetario llamado d203-506. La ampliación de abajo a la derecha muestra una imagen combinada de NIRCam y MIRI de este joven sistema.

ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb) y el equipo de Primeras Observaciones Científicas PDRs4All

Un equipo de científicos internacionales ha utilizado el telescopio espacial James Webb de la NASA para detectar por primera vez un nuevo compuesto de carbono en el espacio. Conocida como catión metilo (CH3+), esta molécula es importante porque ayuda a la formación de moléculas más complejas a base de carbono. El catión metilo se detectó en un sistema estelar joven, el cual posee un disco protoplanetario conocido como d203-506, que se encuentra a unos 1.350 años luz de distancia en la nebulosa de Orión.

Los compuestos de carbono forman los cimientos de toda la vida conocida y, como tales, son particularmente interesantes para los científicos que trabajan para comprender cómo se desarrolló la vida en la Tierra y cómo podría desarrollarse potencialmente en otras partes de nuestro universo. El estudio de la química orgánica (que contiene carbono) interestelar, cuyas puertas Webb está abriendo de nuevas maneras, es un área de gran fascinación para muchos astrónomos.

Se maneja la hipótesis de que el CH3+ es particularmente importante porque reacciona fácilmente con una amplia variedad de otras moléculas. Como resultado, actúa como una “estación de tren” donde una molécula puede permanecer durante un tiempo antes de seguir una de muchas direcciones diferentes para reaccionar con otras moléculas. Debido a esta propiedad, los científicos sospechan que CH3+ constituye el pilar de la química orgánica interestelar.

Las capacidades únicas de Webb lo han convertido en un observatorio ideal para buscar esta molécula crucial. La exquisita resolución espacial y espectral de Webb, así como su sensibilidad, contribuyeron al éxito del trabajo de este equipo. En particular, la detección de una serie de líneas de emisión clave de CH3+ obtenida por Webb consolidó este descubrimiento.

“Esta detección no solamente valida la increíble sensibilidad de Webb, sino que también confirma la importancia central de CH3+ en la química interestelar, tal como ha sido postulado”, dijo Marie-Aline Martin-Drumel de la Universidad de París-Saclay en Francia, quien es miembro del equipo científico.

Aunque que la estrella del sistema d203-506 es una pequeña enana roja, este sistema está bombardeado por una fuerte luz ultravioleta (UV) proveniente de estrellas calientes, jóvenes y masivas cercanas. Los científicos creen que la mayoría de los discos de formación de planetas pasan por un período de radiación UV tan intensa ya que las estrellas tienden a formarse en grupos que suelen incluir estrellas masivas que producen rayos UV.

Nubes ondulantes de varios tonos llenan el campo de visión. La escena está dividida por una formación ondulante que la atraviesa en diagonal desde abajo a la izquierda hasta arriba a la derecha. En el lado izquierdo, las nubes tienen diferentes tonos de azul y están cubiertas con algunas volutas de color naranja translúcido. En el lado derecho, las nubes van del rojo anaranjado brillante al marrón a medida que se observa de izquierda a derecha. En este lado, hay dos estrellas brillantes y prominentes.

Esta imagen tomada por la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) de Webb muestra una parte de la nebulosa de Orión conocida como la Barra de Orión. Esta es una región donde la luz ultravioleta energética del cúmulo Trapecio —ubicado fuera de la esquina superior izquierda— interactúa con densas nubes moleculares. La energía de la radiación estelar erosiona lentamente la Barra de Orión, y esto tiene un profundo efecto sobre las moléculas y la química de los discos protoplanetarios que se han formado alrededor de las estrellas recién nacidas en este lugar.

ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb) y el equipo de Primeras Observaciones Científicas PDRs4All

Por lo general, se espera que la radiación UV destruya las moléculas orgánicas complejas, en cuyo caso el descubrimiento de CH3+ podría parecer sorprendente. Sin embargo, el equipo predice que la radiación UV en realidad podría proporcionar la fuente de energía necesaria para que CH3+ se forme en primer lugar. Una vez formada, esta molécula promueve reacciones químicas adicionales para formar moléculas de carbono más complejas.

Esta imagen del instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de Webb muestra una pequeña región de la nebulosa de Orión. En el centro de esta vista se encuentra un sistema estelar joven con un disco protoplanetario llamado d203-506. Un equipo internacional de astrónomos detectó por primera vez una nueva molécula de carbono conocida como catión metilo en d203-506.

ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb) y el equipo de Primeras Observaciones Científicas PDRs4All

En términos generales, el equipo señala que las moléculas que observan en d203-506 son muy diferentes de los discos protoplanetarios típicos. En particular, no pudieron detectar ninguna señal de agua.

“Esto muestra claramente que la radiación ultravioleta puede cambiar completamente la química de los discos protoplanetarios. En realidad, podría desempeñar un papel crítico en las primeras etapas químicas de los orígenes de la vida”, explicó Olivier Berné, del Centro Nacional Francés de Investigación Científica en Toulouse, quien es autor principal del estudio.

Estos hallazgos, que pertenecen al programa de Primeras Observaciones Científicas PDRs4ALL, han sido publicados en la revista Nature.

El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio de ciencias espaciales del mundo. Webb resolverá los misterios de nuestro sistema solar, verá más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y los orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios: la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).

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