El Dulce Hallazgo de ALMA

Se encuentran elementos esenciales para la vida alrededor de una estrella joven.

29 de agosto de 2012

Usando el radiotelescopio ALMA (the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un grupo de astrónomos detectó moléculas de azúcar presentes en el gas que rodea a una estrella joven, similar al sol. Esta es la primera vez que se ha descubierto azúcar en el espacio alrededor de una estrella de estas características.
Tal hallazgo demuestra que los elementos esenciales para la vida se encuentran en el momento y lugar adecuados para poder existir en los planetas que se forman alrededor de la estrella.

Los astrónomos encontraron moléculas de glicolaldehído (un azúcar simple [1]) en el gas que rodea a una joven estrella binaria joven llamada IRAS 16293-2422, la que posee una masa similar a la del Sol. El glicolaldehído ya se había divisado en el espacio interestelar anteriormente [2], sin embargo, esta es la primera vez que se localiza tan cerca de una estrella de este tipo, a distancias equivalentes a las que separan Urano del Sol en nuestro propio Sistema Solar. El descubrimiento prueba que algunos de los compuestos químicos necesarios para la vida, ya existían en este sistema al momento de la formación de los planetas [3].

“En el disco de gas y polvo que rodea esta estrella de formación reciente encontramos glicolaldehído, un azúcar simple que no es muy distinto al que ponemos en el café", señala Jes Jørgensen (Instituto Niels Bohr, Dinamarca), autor principal del trabajo. "Esta molécula es uno de los ingredientes en la formación del ácido ribonucleico (ARN), que como el ADN, con el cual está relacionado, es uno de los ingredientes fundamentales para la vida.”

La gran sensibilidad de ALMA (incluso en las longitudes de onda más cortas a las que opera — que representan grandes desafíos técnicos) fue esencial para estas observaciones, las que se realizaron con un conjunto parcial de antenas durante la llamada fase de verificación científica del observatorio [4].

"Lo que es realmente fascinante de nuestros hallazgos es que las observaciones realizadas con ALMA revelan que las moléculas de azúcar están cayendo en dirección a una de las estrellas del sistema", comenta Cécile Favre, miembro del equipo (Universidad de Aarhus, Dinamarca). "Las moléculas de azúcar no sólo se encuentran en el lugar indicado para encontrar su camino hacia un planeta, sino que además van en la dirección correcta."

Las nubes de gas y polvo que colapsan para formar nuevas estrellas son extremadamente frías [5], por lo que muchos de estos gases se solidifican formando hielo en las partículas de polvo, donde luego se combinan y originan moléculas más complejas. Sin embargo, una vez que una estrella se forma en medio de una nube de gas y polvo, ésta calienta el interior de la nube giratoria elevándo su temperatura. Cuando esto ocurre, las moléculas químicamente complejas se evaporan en forma de gas. Este gas emite radiación en forma de ondas de radio, las que pueden ser captadas utilizando poderosos radiotelescopios como ALMA.

La estrella IRAS 16293-2422 se encuentra ubicada a unos 400 años- luz aproximadamente (relativamente cerca de la Tierra), lo que la hace un excelente objeto de estudio para los astrónomos que investigan la química y las moléculas que rodean a las estrellas jóvenes. Al aprovechar la gran capacidad de una nueva generación de telescopios como ALMA, hoy en día los astrónomos tienen la oportunidad de estudiar detalles precisos, dentro de las nubes de gas y polvo que originan sistemas planetarios.

"Se plantea una gran interrogante: ¿Cuán complejas pueden llegar a ser estas moléculas antes de que se incorporen a nuevos planetas? Esto podría darnos una idea con respecto a la forma en que la vida pudiese originarse en otras partes, y las observaciones de ALMA serán de vital importancia para develar este misterio", indica Jes Jørgensen.

El trabajo será publicado en un artículo de la revista 'Astrophysical Journal Letters'.

El radiotelescopio ALMA (the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre Europa, Norteamérica y Asia del Este en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado en Europa por el Observatorio Europeo Austral (ESO), en Norteamérica por la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. (NSF, por su sigla en inglés) en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC, por su sigla en inglés) y el Consejo Nacional de Ciencia de Taiwán (NSC, por su sigla en inglés) y en Asia del Este por los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS, por su sigla en inglés) de Japón en cooperación con la Academia Sinica (AS) en Taiwán. La construcción y las operaciones de ALMA a nombre de Europa se encuentran a cargo de ESO, a nombre de Norteamérica son responsabilidad del Observatorio Radio Astronómico Nacional (NRAO), que es operado por Associated Universities, Inc. (AUI) y a nombre de Asia del Este corresponden al Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ).

El Joint ALMA Observatory (JAO) es el responsable de la unificación del proyecto, por lo que está a cargo de la dirección general y la gestión de la construcción, así como también de la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

Notas

[1] "Azúcar" es el nombre común que reciben un grupo de carbohidratos pequeños (moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción de 1C:2H:1O, en parte similar a la estructura química de la molécula de agua H2O). El glicolaldehído tiene la formula química C2H4O2. La azúcar usada comúnmente en comidas y bebidas es la sacarosa, que es una molécula más grande que glicolaldehído, y otro ejemplo de esta serie de compuestos.

[2] El glicolaldehído se ha detectado en dos lugares en el espacio hasta ahora: el primero hacia la nube de gas molecular Sagittarius B2 (Sgr B2) cerca del Centro Galáctico, utilizando el Telescopio de 12 metros de la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. (NSF, por su sigla en inglés) ubicado en la cima del monte Kitt Peak (EE.UU.) en 2000, y con el Telescopio Robert C. Byrd Green Bank (GBT) de la NSF (también en EE.UU.), en 2004. El segundo es la G31.41+031, una zona de alta densidad de moléculas calientes, haciendo uso del Interferómetro de Plateau de Bure del Instituto de Radio Astronomía Milimétrica (Francia), en 2008.

[3] Mediciones precisas realizadas en laboratorio de las longitudes de onda específicas que poseen las ondas de radio emitidas por el glicolaldehído fueron esenciales para que el equipo identificara la molécula en el espacio. Además del glicolaldehído, IRAS 16293-2422 es conocida también por ser el hogar de otras moléculas orgánicas complejas, incluyendo etilenglicol, formiato de metilo y etanol.

[4] Las primeras observaciones científicas con un conjunto parcial de antenas se iniciaron en 2011 (vereso1137). Tanto antes como después de esto, una serie de observaciones de verificación científica se han realizado para demostrar que ALMA es capaz de producir los datos de la calidad requerida. Los resultados aquí descritos usar algunos de estos datos de verificación científica.

[5] Por lo general se encuentran a una temperatura aproximada de 10 grados por encima del cero absoluto: alrededor de menos 263 grados Celsius.