Investigadores han detectado moléculas orgánicas complejas en una galaxia a más de 12 mil millones de años luz de distancia de la Tierra, la más distante en la que ahora se sabe que existen estas moléculas.

Utilizando el Webb, los astrónomos descubrieron evidencia de moléculas orgánicas complejas en una galaxia a más de 12 mil millones de años luz de distancia. La galaxia se alinea casi perfectamente con una segunda galaxia a solo 3 mil millones de años luz de nuestra perspectiva en la Tierra. En esta imagen en falso color, la galaxia de primer plano se muestra en azul, mientras que la galaxia de fondo es roja. Las moléculas orgánicas están resaltadas en naranja. Crédito: J. Spilker/S. Doyle, NASA, ESA, CSA.

Gracias a las asombrosas capacidades del telescopio espacial James Webb (JWST) y a los cuidadosos análisis de un equipo de investigación, un nuevo estudio ha brindado una visión fundamental de las complejas interacciones químicas que ocurrieron en las primeras galaxias en el universo primitivo.

El profesor de astronomía y física de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, Joaquín Vieira, y el estudiante graduado Kedar Phadke, colaboraron con investigadores de la Universidad de Texas A&M y un equipo internacional de científicos para diferenciar entre las señales infrarrojas generadas por algunos de los granos de polvo más grandes y masivos de la galaxia y las de las moléculas de hidrocarburo recién observadas.

«Este proyecto comenzó cuando estaba en la escuela de posgrado estudiando galaxias muy distantes y difíciles de detectar oscurecidas por el polvo», contó Vieira. «Los granos de polvo absorben y vuelven a emitir aproximadamente la mitad de la radiación estelar producida en el universo, lo que hace que la luz infrarroja de los objetos distantes sea extremadamente débil o indetectable a través de telescopios terrestres».

En el nuevo estudio, el JWST recibió una ayuda de lo que los investigadores llaman «la lupa de la naturaleza», un fenómeno conocido como lente gravitacional.

La galaxia observada por Webb muestra un anillo de Einstein causado por un fenómeno conocido como lente gravitacional. Crédito: S. Doyle/J. Spilker.

«Esta ampliación ocurre cuando dos galaxias están casi perfectamente alineadas desde el punto de vista de la Tierra, y la luz de la galaxia de fondo es deformada y magnificada por la galaxia de primer plano en forma de anillo, conocida como anillo de Einstein», explicó Vieira.

El equipo enfocó el JWST en SPT0418-47, un objeto descubierto usando el Telescopio del Polo Sur de la Fundación Nacional de Ciencias y previamente identificado como una galaxia oscurecida por el polvo magnificada por un factor de aproximadamente 30 a 35 por lentes gravitacionales. SPT0418-47 está a 12.000 millones de años luz de la Tierra, lo que corresponde a una época en que el universo tenía menos de 1.500 millones de años, o alrededor del 10 % de su edad actual, dijeron los investigadores.

«Antes de tener acceso al poder combinado de las lentes gravitacionales y el JWST, no podíamos ver ni resolver espacialmente la galaxia de fondo real a través de todo el polvo», reconoció Vieira.

Los componentes básicos de las primeras formas de vida

Los datos espectroscópicos del JWST sugieren que el gas interestelar oscurecido en SPT0418-47 está enriquecido en elementos pesados, lo que indica que generaciones de estrellas ya han vivido y muerto.

El compuesto específico que detectaron los investigadores es un tipo de molécula llamada hidrocarburo aromático policíclico o PAH. En la Tierra, estas moléculas se pueden encontrar en los gases de escape producidos por motores de combustión o incendios forestales. Al estar compuestas de cadenas de carbono, estas moléculas orgánicas se consideran los componentes básicos de las primeras formas de vida.

Emisión continua de IR medio y lejano y PAH de SPT0418-47. Crédito: J. Spilker et al.

«Lo que esta investigación nos dice en este momento, y todavía estamos aprendiendo, es que podemos ver todas las regiones donde se encuentran estos granos de polvo más pequeños, regiones que nunca pudimos ver antes del JWST», dijo Phadke. «Los nuevos datos espectroscópicos nos permiten observar la composición atómica y molecular de la galaxia, proporcionando información muy importante sobre la formación de las galaxias, su ciclo de vida y cómo evolucionan».

«No esperábamos esto», añadió Vieira. «Detectar estas moléculas orgánicas complejas a una distancia tan grande es un cambio de juego con respecto a las observaciones futuras. Este trabajo es solo el primer paso, y ahora estamos aprendiendo cómo usarlo y conocer sus capacidades. Estamos muy emocionados de ver cómo se desarrolla esto».

Los hallazgos del estudio se han publicado en la revista Nature.

Fuente: Illionis. Edición: MP.