El telescopio Webb detecta las moléculas orgánicas más distantes del universo

Jan 20, 2024

Un equipo internacional de astrónomosha detectado moléculas orgánicas complejasen la galaxia más distante hasta la fecha utilizando el Telescopio Espacial James Webb de la NASA.

El descubrimiento de las moléculas, que son familiares en la Tierra en forma de humo, hollín y smog, demuestra el poder de Webb para ayudar a comprender la química compleja que va de la mano con el nacimiento de nuevas estrellas, incluso en los períodos más tempranos de la la historia del universo. Al menos para las galaxias, los nuevos hallazgos arrojan dudas sobre el viejo adagio de que donde hay humo, hay fuego.

Utilizando el telescopio Webb, el astrónomo de la Universidad de Texas A&M Justin Spilker y sus colaboradores encontraron las moléculas orgánicas en una galaxia a más de 12 mil millones de años luz de distancia. Debido a su extrema distancia, la luz detectada por los astrónomos comenzó su viaje cuando el universo tenía menos de 1500 millones de años, alrededor del 10 por ciento de su edad actual. La galaxia fue descubierta por primera vez por el Telescopio del Polo Sur de la Fundación Nacional de Ciencias en 2013 y desde entonces ha sido estudiada por muchos observatorios, incluido el radiotelescopio ALMA y el Telescopio Espacial Hubble.

Spilker señala que el descubrimiento, publicado esta semana en la revista Nature, fue posible gracias a los poderes combinados de Webb y el destino, con un poco de ayuda de un fenómeno llamado lente gravitacional. La formación de lentes, originalmente predicha por la teoría de la relatividad de Albert Einstein, ocurre cuando dos galaxias están casi perfectamente alineadas desde nuestro punto de vista en la Tierra. La luz de la galaxia de fondo es estirada y magnificada por la galaxia de primer plano en forma de anillo, conocida como anillo de Einstein.

"Al combinar las asombrosas capacidades de Webb con una 'lupa cósmica' natural, pudimos ver incluso más detalles que de otra manera", dijo Spilker, profesor asistente en el Departamento de Física y Astronomía de Texas A&M y miembro del George P. y Cynthia Woods Instituto Mitchell de Física Fundamental y Astronomía. "Ese nivel de aumento es en realidad lo que nos hizo interesarnos en mirar esta galaxia con Webb en primer lugar, porque realmente nos permite ver todos los detalles ricos de lo que constituye una galaxia en el universo primitivo que nunca podríamos ver de otra manera. "

Los datos de Webb encontraron la firma reveladora de grandes moléculas orgánicas similares al smog y el humo, componentes básicos de las mismas emisiones de hidrocarburos que causan cáncer en la Tierra y que son contribuyentes clave a la contaminación atmosférica. Sin embargo, Spilker dice que las implicaciones de las señales de humo galácticas son mucho menos desastrosas para sus ecosistemas cósmicos.

"Estas grandes moléculas son bastante comunes en el espacio", explicó Spilker. "Los astrónomos solían pensar que eran una buena señal de que se estaban formando nuevas estrellas. Dondequiera que vieras estas moléculas, las estrellas bebés también estaban allí resplandeciendo".

Los nuevos resultados de Webb muestran que esta idea podría no sonar exactamente cierta en el universo primitivo, según Spilker.

"Gracias a las imágenes de alta definición de Webb, encontramos muchas regiones con humo pero sin formación de estrellas, y otras con nuevas estrellas formándose pero sin humo", agregó Spilker.

El estudiante graduado de Urbana-Champaign de la Universidad de Illinois, Kedar Phadke, quien dirigió el desarrollo técnico de las observaciones de Webb del equipo, señaló que los astrónomos están usando Webb para hacer conexiones a través de la inmensidad del espacio con un potencial sin precedentes.

"Descubrimientos como este son precisamente para lo que se creó Webb: comprender las primeras etapas del universo de maneras nuevas y emocionantes", dijo Phadke. "Es sorprendente que podamos identificar moléculas a miles de millones de años luz de distancia con las que estamos familiarizados aquí en la Tierra, incluso si aparecen de formas que no nos gustan, como smog y humo. También es una declaración poderosa sobre la increíble capacidades de Webb que nunca antes habíamos tenido".

El liderazgo del equipo también incluye a la astrónoma del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Jane Rigby, el profesor de la Universidad de Illinois, Joaquín Vieira, y docenas de astrónomos de todo el mundo.

El descubrimiento es la primera detección de moléculas complejas de Webb en el universo temprano, un hito que Spilker ve como un comienzo en lugar de un final.

"Estos son los primeros días para el Telescopio Webb, por lo que los astrónomos están emocionados de ver todas las cosas nuevas que puede hacer por nosotros", dijo Spilker. "¿Detectar humo en una galaxia al principio de la historia del universo? Webb hace que esto parezca fácil. Ahora que hemos demostrado que esto es posible por primera vez, esperamos tratar de entender si es realmente cierto que donde hay humo, hay fuego. Tal vez incluso podamos encontrar galaxias que son tan jóvenes que moléculas complejas como estas aún no han tenido tiempo de formarse en el vacío del espacio, por lo que las galaxias son todo fuego y nada de humo. La única manera saber con certeza es mirar más galaxias, con suerte incluso más lejos que esta".

- Este comunicado de prensa se publicó originalmente en el sitio web de la Universidad de Texas A&M