Riqueza nunca antes vista de sustancias orgánicas en una galaxia cercana

Un estudio reciente, a partir de observaciones realizadas con el telescopio espacial James Webb, ha revelado una diversidad excepcionalmente grande de sustancias orgánicas en el núcleo de una galaxia cercana, profundamente oscurecido por la presencia de mucho polvo y gas.

El estudio lo ha realizado un equipo liderado por el Centro de Astrobiología (CAB), entidad mixta del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), en España todas estas instituciones.

El estudio se ha centrado en IRAS 07251–0248, una galaxia ultraluminosa en el infrarrojo cuyo núcleo está oculto tras enormes cantidades de gas y polvo. Este material bloquea la mayor parte de la radiación emitida desde las inmediaciones del agujero negro supermasivo central, lo que dificulta enormemente su estudio con telescopios convencionales. Sin embargo, la radiación infrarroja, capaz de atravesar ese velo polvoriento, es capaz de dar una información única sobre estas regiones ocultas y revelar los procesos químicos dominantes en ellas.

IRAS 07251-0248 fotografiada en la banda del infrarrojo cercano por la cámara NIRCam del telescopio espacial James Webb y reprocesada en colores visibles. (Imagen: Mikulski Archive for Space Telescopes / Space Telescope Science Institute / Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. / NASA)

El equipo utilizó observaciones espectroscópicas del telescopio espacial JWST en el rango de 3 a 28 micras, combinando datos de los instrumentos NIRSpec y MIRI, que permiten detectar señales químicas de moléculas en fase gaseosa, así como características de hielos y granos de polvo. Gracias a estos datos, los investigadores han podido caracterizar la abundancia y temperatura de numerosas especies químicas orgánicas en el núcleo oscurecido de la galaxia.

Las observaciones revelan un inventario extraordinariamente rico de pequeñas moléculas orgánicas, entre ellas benceno (C₆H₆), metano (CH₄), acetileno (C₂H₂), diacetileno (C₄H₂) y triacetileno (C₆H₂), y, por primera vez detectado fuera de la Vía Láctea, el radical metilo (CH₃). Estas moléculas podrían desempeñar un papel clave para la química orgánica compleja, de interés para procesos relevantes para la vida.

Además de moléculas en la fase gaseosa, se encontró una gran abundancia de materiales moleculares sólidos, como granos de carbono e hielos de agua.

“Nos encontramos con una complejidad química inesperada, con abundancias mucho mayores de lo que predicen los modelos teóricos actuales”, explica Ismael García Bernete, investigador del CAB y primer autor del estudio. “Esto indica que en estos núcleos galácticos debe existir una fuente continua de carbono que alimente esta química tan extrema”.

El análisis sugiere que la química observada no puede explicarse únicamente por altas temperaturas o por movimientos turbulentos del gas. En vez de eso, los resultados apuntan a que los rayos cósmicos, muy abundantes en estos núcleos galácticos con tanta actividad, están fragmentando los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs, por sus siglas en inglés) y granos de polvo ricos en carbono, liberando pequeñas moléculas orgánicas a la fase gaseosa.

El estudio muestra una correlación clara entre la abundancia de hidrocarburos y la intensidad de la ionización producida por rayos cósmicos en galaxias similares, lo que refuerza este escenario. Estos resultados sugieren que los núcleos galácticos profundamente oscurecidos podrían actuar como auténticas fábricas de sustancias orgánicas, con un papel clave en la evolución química de las galaxias.

Además del CAB, en esta investigación también han participado las siguientes instituciones e investigadores: Instituto de Física Fundamental del CSIC (Miguel Pereira Santaella, Marcelino Agúndez, Giovanna Speranza), Universidad de Alcalá en España (Eduardo González Alfonso) y Universidad de Oxford en el Reino Unido (Dimitra Rigopoulou, Fergus R. Donnan, Niranjan Thatte).

El estudio se titula “Abundant hydrocarbons in a buried galactic nucleus with signs of carbonaceous grain and polycyclic aromatic hydrocarbon processing”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Astronomy. (Fuente: CAB)