El telescopio espacial James Webb (JWST) nos ha dado otra imagen para la memoria, pero esta vez, la belleza oculta un descubrimiento fundamental sobre la química del universo. Un equipo internacional de astrónomo ha utilizado el poderoso ojo infrarrojo de la webb para desentrañar la compleja estructura NGC 6302, mejor conocida como la Mariposa.
Tratando de resolver una gran pregunta de astrofísica. El equipo de científicos ha encontrado en esta nebulosa cuál podría ser la primera evidencia directa de un lugar de entrenamiento de Política Hidrocarburos aromáticos (HAP) En una nebulosa planetaria.
Estas moléculas, compuestos de carbono y fundamental para Química prebióticaSon un ingrediente esencial en el cosmos, y comprender dónde y cómo se crean es una de las grandes preguntas de la astrofísica.
Un rompecabezas químico en el corazón de la mariposa. La nebulosa de la mariposa, Ubicado a unos 3.800 años luz de distanciaes el remanente espectacular de una estrella moribunda mucho más masiva que nuestro sol. En su centro se encuentra una de las estrellas calientes más conocidas, con una temperatura de superficie de aproximadamente 220,000 kelvins. Esta estrella bombardea con radiación ultravioleta los restos de gas y polvo que expulsó, creando las intrincadas y brillantes ‘alas’ que le dan su nombre característico.
Sin embargo, NGC 6302 presentó un enigma que trajo a los científicos encabezados. Tu espectro Mostró la presencia simultánea de polvo rico en oxígeno (como silicatos cristalinos) y moléculas ricas en carbono (el HAP). Esto es extremadamente inusual, ya que la química de una estrella evolucionada generalmente opta por uno de los dos elementos, dependiendo de si en su atmósfera hay más carbono o más oxígeno. Encontrar ambos en abundancia era como mezclar agua y aceite.
El Webb enciende la luz en la oscuridad. Utilizando el instrumento Miri (instrumento de infrarrojo medio) del JWST, los investigadores dirigidos por Mikako Matsuura de la Universidad de Cardiff, lograron crear un mapa químico detallado del corazón de la nebulosa, un área densa y oscura por polvo.
Este mapa merecía un artículo en la revista. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society donde se reveló una estructura mucho más dinámica y compleja de lo que se pensaba.
Un tesoro astronómico. El estudio confirmó la existencia de un denso álbum de polvo y gas que rodeaba a la estrella central. Y el álbum es un verdadero tesoro, porque no solo contiene una gran masa (entre 0.8 y 3 veces la masa de nuestro sol), sino que se compone de granos de grandes silicatos cristalinos.
Esto respalda la teoría de que este polvo se formó en un entorno de alta intensidad y lentamente, condiciones que se darían en un álbum estable, tal vez influenciado por una estrella complementaria, y no en el viento estelar rápido y caótico.
Burbujas violentas y una fábrica de HAP. Uno de los hallazgos más sorprendentes es que la nebulosa no está siendo formada por un viento estelar continuo y suave. En cambio, Webb revela que la Estrella Central ha generado una serie de burbujas de gas caliente en expulsiones violentas e intermitentes. Está precisamente en el borde de una de estas «burbujas internas» donde ocurrió el momento «eureka». Los científicos observaron una clara estratificación de los materiales.
Específicamente, se observó una capa interna de gases altamente ionizados, como el magnesio y el silicio, muy cerca de la estrella. Más fuera de una capa de hidrógeno ionizado. Y coincidiendo con esta capa, o un poco más afuera, una capa de hidrógeno molecular. Pero lo más interesante es que la emisión de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) es aún más fuera de las capas.
Algo inusual a lo que ya se sabe. Esta disposición es diferente de la de otras regiones de entrenamiento estelares bien estudiadas, como la barra de Orión. Los investigadores argumentan que la onda de choque generada por la expansión de la burbuja caliente crea las condiciones perfectas de radiación y temperatura en el material que está justo en frente.
Este frente de choque desencadena una química que permite la formación de moléculas de PAH en esa tira específica. En lugar de ser restos del pasado de la estrella, estas moléculas complejas se fabricarían en este momento, como resultado de la violenta dinámica de la nebulosa.
¿Por qué es importante? Con esta investigación, se ha dado un primer paso para descifrar el origen de Moléculas complejas en nuestro universoque se consideran bloques de construcción fundamentales para los precursores de la vida. Comprender dónde y cómo se fabrican en el cosmos es crucial para comprender el ciclo del carbono en el universo y la disponibilidad de ingredientes prebióticos en galaxias que dan una nueva vida.
El estudio también demuestra que la nebulosa de la mariposa no estaba formada por un viento estelar suave y continuo, sino por una serie de explosiones violentas y de energía. Esto cambia nuestra comprensión sobre cómo las estrellas mueren como el sol y cómo sus elementos regresan al espacio, lo que demuestra que la fase final de la vida de una estrella puede ser un proceso mucho más dinámico de lo que se pensaba.
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