¿Puede la química necesaria para formar moléculas orgánicas complejas existir antes de que nazca una estrella? Un equipo internacional de astrónomos encontró una pista para responder esta pregunta gracias a las observaciones realizadas con el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM), ubicado en Puebla.
Investigadores del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) utilizaron este enorme radiotelescopio para estudiar una región donde se está formando una estrella y detectaron la presencia extendida de una molécula llamada ácido isociánico (HNCO).
El hallazgo es relevante porque el HNCO contiene hidrógeno, nitrógeno, carbono y oxígeno, cuatro elementos fundamentales de la química orgánica. Los investigadores consideran que esta molécula puede actuar como precursora de compuestos más complejos, entre ellos algunos relacionados con la formación de aminoácidos, azúcares y nucleobases.
El estudio, titulado The L1157 filament as traced in HNCO by the LMT, fue aceptado para su publicación en la revista científica Astronomy & Astrophysics. En la investigación participaron especialistas del INAOE, instituciones de Italia, España y EU.
Una molécula escondida en el lugar donde nacen las estrellas
Para entender la importancia del descubrimiento hay que imaginar una estrella antes de convertirse en estrella. Mucho antes de que exista un objeto brillante como el Sol, enormes regiones de gas y polvo comienzan a concentrarse por efecto de la gravedad.
Estas estructuras reciben el nombre de nubes moleculares y contienen los materiales a partir de los cuales pueden formarse nuevas estrellas y sistemas planetarios. En su interior existen filamentos de gas y polvo que pueden alcanzar diferentes niveles de densidad.
El equipo estudió precisamente uno de estos filamentos en la región L1157, donde se encuentra una protoestrella, es decir, una estrella todavía en proceso de formación.
Las observaciones mostraron que la emisión del HNCO no se encuentra únicamente en los chorros de gas expulsados por la protoestrella. La molécula también permite identificar la parte más densa del filamento de gas y polvo que dio origen al sistema.
Este resultado convierte al HNCO en un posible trazador de las zonas más densas de las nubes moleculares, una herramienta que puede ayudar a los astrónomos a estudiar con mayor precisión las regiones donde comienza la formación estelar.
El hallazgo ocurrió gracias al Gran Telescopio Milimétrico
Una de las claves de la investigación fue la capacidad del Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano para detectar señales moleculares muy débiles procedentes de estructuras extensas.
El GTM es un radiotelescopio de 50 metros de diámetro operado por el INAOE y la Universidad de Massachusetts Amherst. Está diseñado para observar el Universo en longitudes de onda milimétricas, una región del espectro especialmente útil para estudiar gas y polvo cósmicos.
En este caso, los investigadores utilizaron la cámara espectroscópica SEQUOIA, cuya sensibilidad permitió construir un mapa de la emisión del HNCO en la región L1157.
Esto resulta importante porque diferentes tipos de telescopios pueden mostrar distintas partes de una estructura astronómica. Los grandes arreglos de interferómetros pueden perder parte de la emisión extendida y débil, mientras que instrumentos más pequeños pueden no tener la sensibilidad suficiente para observarla con claridad.
El GTM permitió cubrir ese espacio y revelar la relación entre la molécula y el filamento donde se encuentra la mayor concentración de material. Para Arturo Iván Gómez Ruiz, investigador de la Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación (SECIHTI) en el INAOE y autor del estudio, esta capacidad fue fundamental para interpretar el fenómeno.
La química compleja podría comenzar antes del nacimiento de una estrella
Uno de los aspectos más interesantes del descubrimiento se encuentra en la temperatura de la región estudiada. El HNCO fue detectado en gas filamentario frío, antes de que el nacimiento de la estrella caliente significativamente su entorno.
Esto sugiere que los componentes necesarios para desarrollar una química orgánica más compleja ya pueden estar presentes durante etapas muy tempranas de la formación estelar, incluso antes de que los procesos asociados con la estrella recién nacida modifiquen el ambiente.
La distinción es importante: los astrónomos no encontraron vida ni demostraron que la vida vaya a surgir en esta región. Lo que encontraron es evidencia de que ciertos compuestos que pueden participar en cadenas químicas más complejas aparecen desde fases tempranas del proceso que conduce al nacimiento de las estrellas.
La investigación también ayuda a comprender cómo podrían evolucionar esas moléculas con el paso del tiempo. Conforme una protoestrella crece, sus emisiones, radiación y chorros de gas pueden modificar el material que la rodea, creando condiciones diferentes para la química que ocurre en su entorno.
Observar el proceso desde sus primeras etapas permite, por lo tanto, reconstruir cómo cambia la composición química de una región que eventualmente puede dar origen no solo a una estrella, sino también a un sistema planetario.
El descubrimiento demuestra además el valor de estudiar el Universo en diferentes longitudes de onda. Mientras los telescopios ópticos permiten observar estrellas y otros objetos que emiten o reflejan luz visible, los radiotelescopios como el GTM pueden revelar información sobre el gas molecular y el polvo que permanecen ocultos para nuestros ojos.
Con información de SUN.