La misión SPHEREx (Espectrofotómetro para la Historia del Universo, la Época de la Reionización y el Explorador de Hielos) de la NASA ha cartografiado el hielo interestelar a una escala sin precedentes. Cubriendo regiones de nuestra galaxia, la Vía Láctea, de más de 600 años luz de diámetro, el hielo se encontró dentro de gigantescas nubes moleculares: vastas regiones de gas y polvo donde densos cúmulos de materia colapsan bajo la gravedad, dando origen a las estrellas. Un estudio que describe estos hallazgos se publicó el miércoles en The Astrophysical Journal.
Uno de los principales objetivos de SPHEREx es cartografiar las firmas químicas de diversos tipos de hielo interestelar. Este hielo incluye moléculas como agua, dióxido de carbono y monóxido de carbono, vitales para la química que permite el desarrollo de la vida. Los investigadores creen que estos depósitos de hielo, adheridos a la superficie de diminutos granos de polvo, son donde se forma y almacena la mayor parte del agua del universo. El agua de los océanos de la Tierra, así como los hielos de los cometas y de otros planetas y lunas de nuestra galaxia, tienen su origen en estas regiones.
“Estos vastos complejos helados son como ‘glaciares interestelares’ que podrían proporcionar un enorme suministro de agua a los nuevos sistemas solares que nazcan en la región”, afirmó Phil Korngut, coautor del estudio y científico de instrumentos de SPHEREx en Caltech, Pasadena, California. “Es una idea fascinante pensar que estamos observando un mapa de material que podría caer sobre planetas nacientes y, potencialmente, sustentar la vida futura”.
Gracias a sus capacidades espectrales, SPHEREx puede medir las cantidades de diversos hielos y moléculas, como los hidrocarburos aromáticos policíclicos, dentro y alrededor de las nubes moleculares, lo que ayuda a los científicos a comprender mejor su composición y entorno.
Si bien telescopios espaciales como el Telescopio Espacial James Webb de la NASA y el ya retirado Spitzer de la agencia han detectado agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y otras moléculas heladas en toda nuestra galaxia, el observatorio SPHEREx es la primera misión infrarroja diseñada específicamente para encontrar dichas moléculas en todo el cielo mediante su estudio espectral a gran escala.
“Esperábamos detectar estos hielos frente a estrellas brillantes individuales: la luz de una estrella actúa como un foco, revelando cualquier hielo en el espacio entre nosotros y esa estrella. Pero esto es diferente”, afirmó el autor principal, Joseph Hora, astrónomo del Centro de Astrofísica (CfA) de Harvard & Smithsonian en Cambridge, Massachusetts. “Al observar el plano galáctico, donde se concentra la mayor parte de las estrellas, el gas y el polvo de nuestra galaxia, hay mucha luz de fondo difusa que atraviesa nubes de polvo enteras, y SPHEREx puede ver la distribución espacial de los hielos que contienen con un detalle increíble”.
Gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, el observatorio SPHEREx se lanzó el 11 de marzo de 2025 y tiene la capacidad única de observar el cielo en 102 colores, cada uno de los cuales representa una longitud de onda diferente de luz infrarroja que ofrece información distintiva sobre galaxias, estrellas, regiones de formación planetaria y otras características cósmicas. A finales de 2025, SPHEREx había completado el primero de cuatro mapas infrarrojos de todo el cielo del universo, trazando las posiciones de cientos de millones de galaxias en 3D para ayudar a responder preguntas importantes sobre el cosmos, incluidas las relativas a los orígenes del agua y la vida.
Orígenes gélidos
Utilizando los mapas SPHEREx de diversas moléculas de hielo, los autores del estudio pudieron observar en detalle numerosas nubes moleculares en las regiones de Cygnus X y la Nebulosa Norteamericana de la Vía Láctea. En las zonas más densas, donde la cantidad de polvo es mayor, oscuras franjas filamentosas bloquean la luz visible de las estrellas que se encuentran detrás. Con su visión infrarroja, el telescopio espacial también reveló dónde se encuentran los diferentes hielos —que absorben longitudes de onda específicas de luz infrarroja que atravesarían las nubes si estuvieran compuestas únicamente de polvo— en su máxima densidad.
Este hallazgo respalda la hipótesis de que el hielo interestelar se forma en la superficie de diminutas partículas de polvo, no mayores que las que se encuentran en el humo de una vela, y que las regiones densas de polvo protegen a los hielos de la intensa radiación ultravioleta emitida por las estrellas recién nacidas. Sin embargo, no todos los hielos se comportan de la misma manera en el medio interestelar.
«Podemos investigar los factores ambientales que contribuyen a las diferentes tasas de formación de hielo en amplias zonas del espacio interestelar», afirmó Gary Melnick, coautor del estudio y también astrónomo del CfA. La visión global de la misión SPHEREx proporciona información valiosa que no se puede obtener al observar una región pequeña.
Dentro de esta perspectiva amplia, añade Melnick, SPHEREx puede hacer algo que los observatorios terrestres no pueden: detectar cantidades variables de agua y dióxido de carbono, dos hielos que responden de manera diferente a los factores ambientales. Por ejemplo, la presencia de luz ultravioleta intensa proveniente de estrellas jóvenes masivas cercanas o el calentamiento de estos granos de polvo por dicha luz afecta la abundancia de los diferentes hielos de maneras distintas.
Esto es solo el comienzo de la misión. Las observaciones de SPHEREx proporcionarán a los científicos una poderosa herramienta para explorar los diversos componentes de nuestra galaxia, la física del medio interestelar que da lugar a la formación de estrellas y planetas, y los procesos químicos que transportan moléculas esenciales para la vida a los planetas recién formados.
Más información sobre SPHEREx
La misión está gestionada por el JPL para la División de Astrofísica de la Dirección de Misiones Científicas en Washington. El telescopio y la plataforma de la nave espacial fueron construidos por BAE Systems en Boulder, Colorado. El análisis científico de los datos de SPHEREx lo lleva a cabo un equipo de científicos de 13 instituciones de Estados Unidos, Corea del Sur y Taiwán, liderado por el investigador principal Jamie Bock, con sede en Caltech y nombramiento conjunto con el JPL, y por el científico del proyecto del JPL, Olivier Doré. Los datos se procesan y archivan en el IPAC de Caltech en Pasadena, que gestiona el JPL para la NASA. El conjunto de datos de SPHEREx está disponible gratuitamente para científicos y el público en general.
Para obtener más información sobre la misión SPHEREx, visite https://science.nasa.gov/mission/spherex/
Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA