El Telescopio Espacial James Webb permite observar a detalle hielo interestelar Copiar al portapapeles
POR: Luis Moctezuma
11 julio, 2024
El Telescopio Espacial James Webb (JWST) permite observar detalles que nunca antes se habían visto gracias a su sensibilidad infrarroja. Un equipo internacional de investigadores recurrió a él para observar dentro de núcleos densos de nubes.
Para su estudio, los investigadores se enfocaron en Chamaeleon I, parte del complejo Chamaeleon que es una región de formación estelar visible desde el hemisferio sur. Por primera vez se detectaron detalles espectroscópicos débiles conocidos como ‘dangling OH’, ahí las moléculas de agua no están completamente consolidadas como hielo.
Detalles nunca vistos del hielo interestelar
Las características que encontró el grupo de investigadores permiten dar seguimiento a la modificación en los granos de hielo conforme evolucionan las nubes de moléculas a discos protoplanetarios, así como su porosidad. Este descubrimiento ayuda a comprender mejor la estructura de los granos de hielo y la forma en que participan en la formación de planetas.
Lo que observó el Webb es un punto de transición entre la formación inicial del hielo y su participación en la formación de planetesimales helados. En un inicio se formaron en granos de polvo en nubes moleculares. Se conoce poco de este proceso que ocurre en el disco protoplanetario alrededor de una estrella.
El programa Era de Hielo enfoca la región Chamaeleon I. Esto se hace con la Cámara de Infrarrojo Cercano NIRCam del Webb. Desde ella se hicieron mediciones espectroscópicas en líneas de visión hacia cientos de estrellas detrás de la nube.
La luz de estas estrellas interactúa con los granos de hielo al atravesar la nube antes de ser capturada por el espejo de Webb. Antes del Webb era posible medir características de absorción importantes e intensas que se relacionan con los detalles principales del hielo como agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono, metanol y amoniaco. Ahora el Webb permite observar características más débiles.
Las características espectroscópicas ‘dangling OH’ se han medido en hielos de laboratorios astrofísicos por décadas. Corresponden a moléculas que no se han consolidado completamente dentro del hielo y puede trazar superficies e interfaces dentro de los granos de hielo. También ocurre cuando el agua se mezcla íntimamente con otras especies moleculares en el hielo.
Las características ‘dangling OH’ se ubican en una región espectral de difícil acceso. Se han buscado desde la década de los 90 del siglo XX pero son inaccesibles desde los observatorios terrestres y los observatorios espaciales previos no tenían la resolución espectral ni la sensibilidad necesarias para detectarlas salvo en sus límites superiores.
Se había previsto su existencia pero ahora es posible observarlas. Si se encontraban serían una firma de granos esponjosos con alta porosidad. En cambio, su ausencia sería un indicio de compactación y agregación.
Esta última parte aún es parte de un debate teórico. Que el Webb las haya detectado da pauta para que se busquen en otros ambientes y en diferentes momentos del proceso de formación estelar. Esto ayudará a determinar cuándo se pueden usar para trazar la evolución del hielo y cuando no.
“La alta sensibilidad de JWST, junto con los impresionantes avances en astrofísica de laboratorio, finalmente nos permite estudiar en detalle la estructura física y la composición química de los hielos interestelares”, menciona en un comunicado la Doctora Paola Caselli del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre.
“Esto es crucial para proporcionar restricciones estrictas en el modelado químico/dinámico, necesario para reconstruir nuestra historia astroquímica, desde nubes interestelares hasta discos protoplanetarios y sistemas estelares como el nuestro. Es emocionante ser parte de este esfuerzo”, agrega Caselli.
Este estudio confirma que sí existen los granos de hielo esponjosos. Esto significa que participan en las interacciones químicas que ocurren en regiones de formación estelar como Chamaeleon I. Estas características espectrales permiten crear una idea de la distribución espacial y las variaciones en el hielo mientras las nubes moleculares evolucionan a discos protoplanetarios.