Un equipo internacional de astrónomos encabezado por investigadores del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) detectó ácido isociánico (HNCO) en una etapa temprana de la formación estelar, antes de que una estrella se encuentre completamente formada.
La observación fue realizada con el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM) en la región L1157, una zona relativamente sencilla de formación estelar que permitió estudiar con mayor precisión la distribución de esta molécula.
El hallazgo, aceptado para publicación en la revista Astronomy & Astrophysics, identificó HNCO no solamente en el chorro de gas expulsado por una protoestrella, sino también en un filamento frío de gas y polvo asociado con su formación.
El ácido isociánico contiene hidrógeno, nitrógeno, carbono y oxígeno, elementos fundamentales para la química orgánica. Debido a sus características, es considerado un posible precursor de moléculas más complejas, entre ellas aminoácidos, azúcares y nucleobases.
La molécula fue descubierta en la Tierra en 1830 y posteriormente identificada en el medio interestelar en 1971. En ambientes terrestres es un compuesto volátil y tóxico, mientras que en las nubes moleculares su presencia permite estudiar las condiciones químicas de las regiones donde el gas y el polvo comienzan a concentrarse para formar nuevas estrellas.
Arturo Iván Gómez Ruiz, investigador de la Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación (SECIHTI) en el INAOE y autor principal del estudio, destacó que el resultado demuestra la capacidad del GTM para detectar estructuras extendidas con emisión molecular débil.
Para realizar el estudio, los investigadores utilizaron SEQUOIA, una cámara espectroscópica instalada en el Gran Telescopio Milimétrico. Con sus observaciones elaboraron un mapa de la emisión molecular en L1157.
La señal de HNCO se extendió más allá del chorro de gas producido por la actividad de la protoestrella y delineó la región más densa del filamento de gas y polvo.
De acuerdo con los investigadores, esta diferencia permite distinguir entre los procesos asociados directamente con la actividad de la protoestrella y las estructuras que contienen el material que participa en la formación estelar.
“Nuestras observaciones con GTM hacia la región L1157, que es un sistema más simple, demuestra sin ambigüedad la relación entre la emisión de esta molécula y las partes más densas de la estructura filamentaria”, explicó Gómez Ruiz.
Los resultados sugieren que el HNCO puede utilizarse como trazador de las regiones más densas de los filamentos presentes en las nubes moleculares donde nacen las estrellas.
Para completar la observación se combinaron datos de distintos instrumentos. El Observatorio Espacial Herschel permitió identificar la estructura filamentaria mediante luz del infrarrojo lejano; el Telescopio Espacial Spitzer aportó información del infrarrojo medio; el IRAM-PdBI mostró la emisión molecular relacionada con el chorro y el GTM permitió observar la emisión extendida del HNCO.
Uno de los aspectos relevantes del estudio es que la molécula fue identificada en gas filamentario frío, antes del calentamiento asociado con la formación de la estrella o con las ondas de choque producidas por los chorros.
Según Gómez Ruiz, la presencia de HNCO en este material indica que los ingredientes relacionados con la química orgánica compleja ya están presentes en etapas muy tempranas de la formación estelar.
El hallazgo no constituye evidencia de vida fuera de la Tierra. Lo que muestra es que una molécula considerada precursora de procesos de química orgánica compleja puede encontrarse en material frío que antecede al nacimiento de una estrella.
El estudio fue realizado por investigadores del INAOE, Investigadores por México de la SECIHTI comisionados al GTM, el INAF-Observatorio Astrofísico de Arcetri, el Observatorio Astronómico Nacional de España y la Universidad de Massachusetts-Amherst.
El artículo, titulado The L1157 filament as traced in HNCO by the LMT, fue aceptado para su publicación en Astronomy & Astrophysics.
El Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano es operado por el INAOE y la Universidad de Massachusetts Amherst, con apoyo financiero de México y Estados Unidos. La cámara SEQUOIA contó con respaldo de la National Science Foundation de Estados Unidos.
La observación de L1157 permitió así estudiar una fase anterior al nacimiento de una estrella y aportar evidencia sobre la presencia temprana de moléculas relacionadas con la química orgánica en el material que posteriormente puede formar nuevos sistemas estelares.