ALMA descubre un anillo giratorio de moléculas orgánicas complejas

Un equipo de investigadores descubrió, gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile, un anillo giratorio cargado de grandes moléculas orgánicas alrededor de una protoestrella. Esta observación confirma que los materiales orgánicos formados en el espacio interestelar son arrastrados hacia la zona donde se forman planetas. Los investigadores también descubrieron que las especies moleculares arrastradas hasta la zona incubadora varían de una protoestrella a otra. El estudio de la composición química trae nuevos indicios que ayudan a determinar si nuestro Sistema Solar es un sistema planetario típico.

Hace tiempo que los astrónomos saben que las moléculas orgánicas se forman en difusas nubes de gas que flotan entre las estrellas. Se cree que, a medida que el Sistema Solar fue formándose, hace 4.600 millones de años, algunas de estas moléculas orgánicas fueron transportadas desde el espacio interestelar hasta el disco protoplanetario. Posteriormente, estas moléculas desempeñaron un importante papel en la evolución química que dio origen a la vida en la Tierra. Sin embargo, todavía se desconocen los tipos y cantidades de moléculas que realmente llegaron desde el espacio interestelar. Aunque las observaciones radioastronómicas del último decenio revelaron la existencia de moléculas orgánicas saturadas y complejas como el metanol (CH3OH) y el formiato de metilo (HCOOCH3) [1] alrededor de estrellas de tipo solar, su distribución resultó ser demasiado compacta como para obtener la resolución necesaria con los radiotelescopios disponibles en la época.

Un equipo internacional encabezado por Yoko Oya, estudiante de posgrado del Departamento de Física de la Universidad de Tokio, y Nami Sakai, científico jefe asociado de RIKEN, usó ALMA para estudiar la distribución de varias moléculas orgánicas presentes alrededor de una protoestrella de tipo solar, IRAS 16293-2422A, con una gran resolución espacial. El estudio reveló una estructura en forma de anillo compuesta de moléculas orgánicas complejas alrededor de la protoestrella. El radio del anillo es 50 veces más largo que la órbita de la Tierra, una distancia comparable al tamaño del Sistema Solar. La estructura del anillo, en tanto, probablemente representa el límite entre el gas que fluye hacia dentro y el disco que gira alrededor de la protoestrella.

Anillo giratorio de moléculas orgánicas complejas. (Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Oya et al.)

Las observaciones revelaron con claridad la distribución de grandes moléculas orgánicas de formiato de metilo (HCOOCH3) y sulfuro de carbonilo (OCS). Al parecer, la distribución del formiato de metilo está confinada a una zona más compacta alrededor de la protoestrella que la distribución del OCS, que corresponde principalmente al gas entrante. “Cuando medimos el desplazamiento del gas que contiene formiato de metilo usando el efecto Doppler, observamos un claro movimiento de rotación característico de la estructura de anillo”, explica Oya. De esa forma se identificó el anillo giratorio de formiato de metilo, pese a que aún no se logra una resolución espacial. Los investigadores también encontraron un anillo similar correspondiente al metanol.

Estas moléculas orgánicas saturadas se forman en el espaciicho gas y el disco. Si bien la estructura física de L1527 es similar a la de IRAS 16293-2422A, su composición química difiere considerablemente. En efecto, L1527 carece prácticamente por completo de moléculas orgánicas complejas saturadas.

Los nuevos resultados, comparados con las observaciones anteriores de L1527, demostraron por primera vez que los materiales que dan origen a los sistemas planetarios difieren de una estrella a otra. De ahí la importancia de adquirir una nueva perspectiva sobre la composición química para comprender a cabalidad el origen del Sistema Solar y de la vida en la Tierra. (Fuente: ALMA/DICYT)