Científicos hallan hielo seco alrededor de una nebulosa en el espacio: qué revela sobre las estrellas

El hielo seco, nombre común del dióxido de carbono en estado sólido, se forma en condiciones extremadamente frías y suele encontrarse en lugares protegidos del espacio, adherido a diminutas partículas de polvo. Este tipo de hielo, junto con el agua congelada, participa en la formación de nuevas moléculas y en la evolución de la materia entre las estrellas.

Un estudio publicado en la revista Astronomy & Astrophysics documentó la presencia de hielo seco en la nebulosa planetaria NGC 6302, ubicada a unos 3.400 años luz de la Tierra y conocida como “nebulosa Mariposa” por su particular forma que asemeja a este insecto. El equipo logró identificar este compuesto con observaciones del telescopio espacial James Webb (JWST), lo que revela que el dióxido de carbono puede conservarse congelado incluso en ambientes extremos asociados a las últimas etapas de vida de una estrella.

Un hallazgo que redefine la química en nebulosas planetarias

Una nebulosa planetaria es una nube de gas y polvo que se forma cuando una estrella similar al Sol agota su combustible y expulsa sus capas externas al espacio. Este material, iluminado por el núcleo caliente que queda en el centro, crea estructuras brillantes y coloridas de formas variadas. A pesar de su nombre, no tienen relación con los planetas, sino que representan una de las fases finales en la vida de ciertas estrellas.

Según el estudio, las observaciones del JWST permitieron identificar la huella característica del hielo seco en el anillo de polvo que rodea a la estrella central de NGC 6302. Este lugar, que normalmente se considera demasiado agresivo para que sobrevivan sustancias frágiles por la intensa radiación ultravioleta, también contiene dióxido de carbono en forma de gas muy frío, con temperaturas entre -253 y -223 °C. El análisis de la luz reveló una señal doble en la zona donde el hielo seco absorbe radiación, algo que los científicos consideran una marca clara del dióxido de carbono puro y cristalino.

El artículo destaca que la proporción de dióxido de carbono en forma de gas con respecto al hielo seco es mucho mayor que la observada en las inmediaciones de estrellas jóvenes. Esto sugiere que los mecanismos que forman y modifican estos hielos en las nebulosas planetarias no son los mismos que los que actúan en las primeras etapas de la evolución estelar.

El trabajo señala que encontrar hielo seco en la nebulosa planetaria NGC 6302 significa que la formación de moléculas más complejas puede darse incluso en condiciones extremas, siempre que haya una protección adecuada contra la radiación.

Estrategias y técnicas para detectar moléculas en el espacio profundo

El descubrimiento fue posible gracias a los datos obtenidos por un instrumento especial del telescopio espacial James Webb, capaz de analizar la luz en detalle en diferentes zonas de la nebulosa, incluido el anillo de polvo y las regiones cercanas a la estrella central de NGC 6302. Para interpretar estos datos, el equipo utilizó programas de computadora que simulan cómo el dióxido de carbono reacciona con la luz en distintas condiciones de temperatura y densidad.

El análisis se enfocó en una franja específica de la luz infrarroja, donde el dióxido de carbono deja una marca única si está presente en forma de hielo. Los científicos ajustaron sus modelos hasta lograr que coincidieran con las señales observadas, lo que permitió medir la temperatura, la cantidad y el movimiento del dióxido de carbono en esa región con bastante precisión.

Para identificar con claridad la presencia de hielo seco, primero aislaron la señal del dióxido de carbono en estado gaseoso. Esto permitió observar una huella más débil y compleja, resultado del hielo seco combinado con otras sustancias presentes en el polvo espacial. Al comparar los datos obtenidos con registros de laboratorio, descubrieron que la forma de esa señal coincide con la del hielo seco puro o mezclado con otras moléculas a temperaturas muy bajas.

Nuevos escenarios para la evolución química en nebulosas planetarias

El estudio indica que encontrar dióxido de carbono congelado en una nebulosa planetaria marca un avance importante, ya que antes solo se había confirmado la presencia de hielos que resisten mejor el calor, como el de agua, en lugares parecidos. El hielo seco se evapora con mayor facilidad, por lo que su presencia indica que existen zonas muy frías y protegidas dentro de estas nebulosas.

El hecho de que el dióxido de carbono pueda mantenerse congelado, protegido por un anillo denso de polvo, sugiere que estas nebulosas podrían aportar moléculas orgánicas complejas al espacio que rodea a las estrellas. Según la investigación, el hielo seco ayuda a que ocurran reacciones químicas sobre las partículas de polvo, permitiendo la formación de moléculas como el ácido fórmico y el glicolaldehído, que son consideradas componentes básicos para la química de la vida.

Cuando la radiación calienta estos hielos y los hace pasar al estado gaseoso, estas moléculas pueden liberarse y, con el tiempo, integrarse en nuevas estrellas y planetas. Los autores del trabajo resaltan que los modelos científicos que describen la química de estas nebulosas deben tener en cuenta la formación y transformación de los hielos, para poder entender mejor cómo se producen y se distribuyen las moléculas en el espacio.

El equipo también señala que, para conocer la variedad completa de hielos en NGC 6302 (incluyendo agua, monóxido de carbono, metanol y amoníaco), serán necesarias nuevas observaciones con otros instrumentos del JWST. Estas futuras investigaciones servirán para identificar los tipos de hielo más comunes y entender cómo se relacionan con la formación y destrucción de moléculas. Según el estudio, la capacidad del telescopio para observar con mucho detalle distintas regiones del espacio permitirá descubrir más lugares donde la química de los hielos es posible.