Los procesos que trajeron las bases de la vida a la Tierra – la formación estelar y planetaria y la producción de 
moléculas orgánicas complejas en el espacio interestelar – están descubriendo sus secretos a los astrónomos armados con nuevas y potentes herramientas de investigación, y algunas herramientas mejores estarán pronto disponibles. Los astrónomos describieron tres importantes desarrollos en un simposio sobre la “Cuna Cósmica de la Vida” en la reunión anual de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia en Chicago, Illinois.
En un desarrollo, un equipo de astroquímicos publicó una nueva fuente principal de recursos para buscar moléculas interestelares complejas que son las precursoras de la vida. Los datos químicos publicados por Anthony Remijan del Observatorio Nacional de Radio Astronomía (NRAO) y sus colegas de universidad son parte del Estudio de Moléculas Interestelares Prebióticas, o PRIMOS, un proyecto de estudio de una región de formación estelar cerca del centro de nuestra Vía Láctea.
PRIMOS es un esfuerzo del Centro para Química de Universo de la Fundación Nacional de Ciencia, iniciado en la Universidad de Virginia (UVa) en octubre de 2008, y liderado por el profesor de la UVa Brooks H. Pate. Los datos, generador por el Telescopio de Green Bank (GBT) de la NFS en Virginia Occidental, llegaron tras más de 45 observaciones individuales a lo largo de unos 1,4 millones de canales de frecuencia individuales.
Los científicos pueden buscar en los datos del GBT datos específicos de frecuencias de radio, llamadas líneas espectrales – “huellas dactilares” reveladoras – emitidas de forma natural por las moléculas en el espacio interestelar. “Hemos identificado más de 720 líneas espectrales en este conjunto, y aproximadamente 240 de las mismas proceden de moléculas desconocidas”, dijo Remijan. Añadió además que, “Estamos poniendo a disposición de todos los científicos la mejor colección de datos por debajo de 50 GHz jamás producida para el estudio de la química interestelar”.
Los astrónomos ya han identificado más de 150 moléculas en el espacio interestelar en los últimos 40 años, incluyendo compuestos orgánicos complejos tales como azúcares y alcoholes. “Este es un gran cambio en cómo buscamos moléculas en el espacio”, explica Remijan. “Antes, la gente decidía de antemano qué moléculas iban a buscar, y entonces las buscaban en una frecuencia de radio muy estrecha emitida por estas moléculas. En este estudio de GBT, hemos observado un amplio rango de frecuencias, recopilado los datos y puesto a disposición del público de forma inmediata. Los científicos de cualquier parte del mundo pueden “excavar” estos recursos para encontrar nuevas moléculas”, dijo.
Otro desarrollo clave, presentado por Crystal Brogan de NRAO, demostró que imágenes en alto detalle de “protocúmulos” de estrellas jóvenes masivas revelan una compleja mezcla de estrellas en distintas etapas de formación, complejos movimientos de gas, y numerosas pistas químicas para las condiciones físicas en tales guarderías estelares. “Vimos una descripción mucho más compleja de lo que habíamos esperado y ahora tenemos nuevas preguntas que responder”, dijo.
Usando el Conjunto Submilimétrico del Observatorio Astrofísico Smithsoniano (SMA) en Hawai, Brogan y sus colegas estudiaron una nebulosa a 5500 años luz de distancia de la Tierra en la constelación de Scorpius donde se están formando estrellas más significativamente masivas que nuestro Sol. “Es esencial para comprender lo que está pasando en sistemas como este debido a que la mayor parte de sus estrellas, incluidas las estrellas similares al Sol, se forman en cúmulos”, dijo Brogan.
“Las estrellas más masivas en el cúmulo tienen un tremendo impacto en la formación y entorno del resto del cúmulo, incluyendo las estrellas menos masivas y sus planetas”, dijo Brogan, añadiendo que “si queremos comprender cómo se forman y evolucionan los Sistemas Solares que pueden soportar vida, tenemos que saber cómo afectan al entorno estas estrellas gigantes”.
Además, dijo Brogan, las estrellas jóvenes masivas están rodeadas por “núcleos calientes” que incluyen copioso material orgánica que más tarde puede ser lanzado al espacio interestelar a través del viento estelar y otros procesos. Esto puede ayudar a “sembrar” regiones de formación estelar con algunos compuestos químicos encontrados por el GBT y otros telescopios.
Afinando el problema de cómo se forman los planetas alrededor de las estrellas jóvenes, David Wilner del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA) presentó sus observaciones con el SMA que revelaron nuevos detalles sobre los Sistemas Solares en las primeras etapas de su formación. Wilner y sus colegas estudiaron nueve anillos de polvo alrededor de jóvenes estrellas en una región de la constelación de Ophiuchus.
“Estas son las imágenes más detalladas de tales discos en estas longitudes de onda”, dijo Wilner. Las imágenes muestran la distribución del material en la misma escala de tamaño que nuestro Sistema Solar, e indica que estos discos son capaces de producir sistemas planetarios. Dos de los discos muestran grandes cavidades centrales donde los planetas jóvenes ya pueden haber barrido el material de su vecindad.
“Antes, sabíamos que tales discos tenían suficiente material para formar Sistemas Solares. Estas nuevas imágenes nos muestran que el material están en los lugares adecuados para formar Sistemas Solares. Estamos logrando una tentadora visión de las primeras etapas de la formación planetaria”, dijo Sean Andrews, Miembro de Hubble en el CfA.
Las tres áreas de estudio proponen grandes avances junto con la inminente llegada de nuevas instalaciones de potentes radiotelescopios tales como el Gran Conjunto Milimétrico/Submilimétrico de Atacama (ALMA y el Conjunto Muy Grante Expandido (EVLA), y nuevas capacidades para el GBT.
El estudio de discos protoplanetarios y jóvenes sistemas solares se beneficiarán enormemente de las innovadoras nuevas capacidades de ALMA, dijo Wilner. “Aunque hemos sido capaces de estudiar unos pocos de estos objetos hasta el momento, ALMA será capaz de darnos imágenes más detalladas de muchas más cosas de las que podemos estudiar hoy”, dijo. Wilner añadió que ALMA también probablemente proporcionará nueva información sobre los compuestos químicos en esos sistemas planetarios aún en formación.
Los complejos movimientos y la química de los protocúmulos de Brogan de las jóvenes y masivas estrellas, también se verán mucho más claras en ALMA. “Tanto el detalle de las imágenes como la capacidad de encontrar líneas espectrales moleculares mejorará en un factor de al menos 25 con ALMA”, comentó. Además, el poder incrementado de EVLA dará a los astrónomos una visión mucho mejor de las regiones internas de los discos alrededor de las estrellas jóvenes – regiones oscurecidas para los telescopios que operan en longitudes de onda más cortas.
“Sabemos que existen compuestos químicos complejos en el espacio interestelar antes de que se formen las estrellas y planetas. Con las nuevas herramientas de investigación que llegarán en los próximos años, estaremos en el límite de aprender cómo se vinculan la química de las nubes interestelares, las estrellas jóvenes y sus entornos, y los discos a partir de los que se forman los planetas para proporcionar la base química para la vida en esos planetas”, explicó Remijan.
El astrofísico Neil deGrasse Tyson del Museo Americano de Historia Natural apunta que, “Como en ninguna otra ciencia, la astrofísica poliniza los conocimientos de químicos, biólogos, geólogos y físicos, todo el descubrimiento pasado, presente y futuro del cosmos – y nuestro humilde lugar en él”.
Articulo traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en Center of Astrophysics.
