Vista aérea de la meseta de Chajnantor, ubicada a una altitud de 5.000 metros en los Andes chilenos, hogar del conjunto de antenas ALMA. Fuente: Clem y Adri Bacri-Normier (wingsforscience.com) / ESO
Un grupo de investigación internacional dirigido por un investigador postdoctoral en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Virginia ha identificado una rica química orgánica en discos jóvenes que rodean 50 estrellas recién formadas.
Basado en observaciones del telescopio Atacama Large Millimeter / submillimeter Array en Chile, conocido como ALMA, los hallazgos ofrecen a los astrónomos una mejor comprensión de los mecanismos detrás de la formación de moléculas orgánicas en el espacio en los albores de la formación de los planetas.
La variedad de moléculas orgánicas identificadas también plantea una pregunta importante para los astrónomos: ¿qué tan común es la herencia química de estos discos? Como se sabe que los discos alrededor de estrellas jóvenes son los sitios de formación de planetas futuros, comprender su potencial prebiótico es crucial. Los resultados del Laboratorio de Formación de Estrellas y Planetas del Cúmulo Japonés RIKEN para Investigación Pionera fueron publicados el 23 de marzo por la Sociedad Astronómica Estadounidense en Diario astrofísico.
“Esta investigación nos ayudará a probar nuestra comprensión actual de la evolución química que tiene lugar en los discos de estrellas recién formadas”, dijo Yao-Lun Yang, autor principal del artículo y PhD Fellow of Origins en la Iniciativa de Virginia sobre Orígenes Cósmicos, con sede en en el Departamento de Astronomía de la UVA. Yang era miembro de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia en RIKEN, el instituto nacional de investigación de Japón, cuando comenzó a trabajar en el proyecto con otros investigadores relacionados con RIKEN, la Universidad de Tokio, el Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Francia Grenoble y otras instituciones.
“Estudiamos la composición química del material a partir del cual crecen estos discos y planetas protoplanetarios, y lo que encontramos bastante interesante es el rango de moléculas complejas observadas”, dijo Yang. “Incluso cuando observamos una amplia gama de cantidades totales de moléculas orgánicas específicas, encontramos una fórmula química similar en las diversas regiones que estudiamos”.
La nube molecular de Perseo, una colección de gas y polvo de más de 500 años luz de diámetro, contiene una multitud de estrellas jóvenes. Fuente: NASA / JPL-Caltech
Estudio de la nube molecular de Perseus
Las estrellas se forman a partir de nubes interestelares, que están compuestas de gas y polvo, a través de la contracción gravitacional. Estas estrellas jóvenes están rodeadas de discos que pueden evolucionar hacia sistemas planetarios. La determinación de la composición química inicial de estos discos en formación podría proporcionar pistas sobre los orígenes de planetas como la Tierra, dijo Yang.
La investigación de RIKEN se centró en 50 fuentes incrustadas en la nube molecular Perseus, que contiene protoestrellas jóvenes con discos protoplanetarios que se forman a su alrededor. Incluso con la potencia de un telescopio ALMA, se necesitaron más de tres años para completar el estudio de varios proyectos. Al observar la emisión de moléculas a frecuencias específicas, el equipo examinó las cantidades de metanol, acetonitrilo, formiato de metilo, éter dimetílico y sustancias orgánicas más grandes, un estudio sin precedentes de moléculas orgánicas “complejas” en una gran muestra de estrellas jóvenes de tipo solar.
Según la investigación, el 58% de las fuentes contenían partículas orgánicas grandes, mientras que el 42% de las fuentes no mostraron ningún rastro de ellas. Es sorprendente que la cantidad total de cada partícula medida mostró una gran variabilidad, más de una diferencia de 100 veces, incluso para estrellas tan similares. Se encontró que algunas fuentes eran ricas en partículas orgánicas, a pesar de que rodeaban la protoestrella con relativamente poco material. Otros tenían pocas propiedades orgánicas, a pesar de la gran cantidad de material que rodeaba a la protoestrella. Sin embargo, las cantidades relativas fueron notablemente similares.
El hecho de que algunos sistemas tengan un contenido orgánico sustancialmente más o menos total sugiere que la historia evolutiva del medio ambiente local podría tener un impacto crítico en la composición molecular de los sistemas planetarios resultantes. Si bien los patrones químicos entre sistemas parecen ser relativamente similares, algunos impulsos pueden “tener suerte” con más riqueza orgánica que otros.
Con suerte, estas preguntas se responderán en el futuro a través de los esfuerzos para rastrear el depósito orgánico a lo largo del tiempo al extender la investigación a sistemas aún más jóvenes o mucho más antiguos, dijo Yang.
Proporcionado por la Universidad de Virginia