El telescopio James Webb detecta una señal 'prohibida' de la molécula H₃⁺ predicha hace 40 años
Una de las moléculas más importantes del cosmos ha estado ocultando su luz durante décadas, evadiendo los telescopios más potentes e incluso los experimentos de laboratorio en la Tierra. Pero ahora, gracias al telescopio espacial James Webb (JWST), los astrónomos finalmente han captado su esquiva señal.
Un equipo liderado por David Neufeld, de la Universidad Johns Hopkins, detectó por primera vez una firma espectral "prohibida" proveniente del catión trihidrógeno (H₃⁺), una molécula compuesta por tres núcleos de hidrógeno unidos por dos electrones. A menudo apodada "la molécula que creó el universo", el H₃⁺ es el motor principal detrás de la formación de moléculas orgánicas complejas y actúa como un refrigerante crucial que permite que las nubes interestelares colapsen bajo su propia gravedad para formar estrellas.
El hallazgo, aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal Letters, confirma una teoría cuántica planteada en 1986 y demuestra que el James Webb puede revelar detalles sin precedentes sobre las violentas guarderías estelares.
¿Por qué la señal es "prohibida"?
La peculiaridad de este descubrimiento radica en la forma de la molécula. El trihidrógeno forma un triángulo equilátero perfecto, lo que significa que su carga eléctrica está distribuida uniformemente. Sin un desequilibrio de carga (momento dipolar), las reglas de la física cuántica prohíben que la molécula emita radiación de luz convencional mientras gira.
Sin embargo, en 1986, los astrofísicos Fu-Shih Pan y Takeshi Oka de la Universidad de Chicago predijeron una excepción: a medida que la molécula gira, las fuerzas centrífugas distorsionan su simetría apenas lo suficiente como para crear un minúsculo desequilibrio eléctrico, permitiéndole emitir una luz extremadamente tenue.
Estas transiciones espectrales se denominan "prohibidas" no porque violen las leyes de la física, sino porque son tan extraordinariamente débiles que la radiación molecular convencional no las contempla. La luz era tan tenue que nadie había logrado detectarla en 40 años, ni en el vacío del espacio ni en un laboratorio.
El descubrimiento entre el caos estelar
Para captar esta luz, se necesitaba el telescopio infrarrojo más potente jamás construido y el entorno adecuado: el caos generado por una estrella recién nacida.
Mientras analizaban los datos del James Webb sobre Herbig-Haro 168 (HH 168) —una turbulenta región de gas y polvo en la constelación de Cefeo—, Neufeld y su equipo encontraron una serie de líneas espectrales increíblemente tenues enterradas entre las emisiones infrarrojas.
- Identificación innegable: Las longitudes de onda coincidían exactamente con los cálculos de Pan y Oka. El equipo identificó 26 líneas distintas de H₃⁺.
- Señal poderosa: La línea más fuerte registró un asombroso nivel de certeza estadística de 72 sigma, eliminando prácticamente cualquier duda sobre el descubrimiento.
El hallazgo no fue un caso aislado. Al revisar los datos de archivo del James Webb, el equipo encontró la misma emisión delatora en otro objeto, Herbig-Haro 211 (HH 211).
Ondas de choque y el futuro de la astronomía
Los objetos Herbig-Haro son fenómenos espectaculares que ocurren cuando una estrella bebé expulsa poderosos chorros de material magnético a cientos de kilómetros por segundo. Cuando estos chorros chocan contra la nube molecular circundante, generan inmensas ondas de choque que calientan el gas a miles de grados.
Las señales de H₃⁺ detectadas por el Webb rastreaban de cerca las emisiones de hidrógeno molecular ordinario (H₂), lo que indica que ambas moléculas estaban reaccionando a las mismas violentas condiciones de choque.
Aunque los actuales modelos informáticos sobre ondas de choque estelares aún no logran explicar perfectamente por qué la emisión del trihidrógeno brillaba con tanta intensidad, los investigadores coinciden en que estas líneas espectrales recién descubiertas dotarán a los astrónomos de una nueva herramienta.
Al leer estas señales "prohibidas", los científicos podrán medir con mayor precisión la temperatura, la densidad y el flujo de energía en el interior de las densas nubes de polvo donde nacen las estrellas y se forjan los cimientos químicos de la vida.
Ver nota original ↗
¿Querés un resumen rápido de esta noticia, hecho por nuestra IA?
