El alcohol en el espacio Primera detección de metanol pesado en el espacio

Fuente: Comunicado de prensa Instituto Max Planck de Radioastronomía | Traducido por IA 4 min Tiempo de lectura

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El universo nos depara algunos hallazgos sorprendentes. Así, investigadores del Instituto Max Planck de Radioastronomía han detectado por primera vez metanol pesado (CD3OD) en una nube interestelar. Se considera el germen de moléculas orgánicas complejas y permite extraer conclusiones sobre cómo se forman las estrellas y los planetas a partir de gas y polvo interestelar extremadamente fríos.

La nube molecular de Perseo se encuentra a unos 1.000 años luz de la Tierra. Alrededor de al menos una de las estrellas muy jóvenes que aún se encuentran inmersas en ella existe una forma poco común del alcohol orgánico metanol. En el estudio actual se ha podido detectar por primera vez en el espacio.(Imagen: Ekaterina Moerova / MPIfR; Imagen de fondo: NASA, CXC, SSC, NOAO, DSS; Imagen en 3D de metanol: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Methanol#section=3D-Conformer)
La nube molecular de Perseo se encuentra a unos 1.000 años luz de la Tierra. Alrededor de al menos una de las estrellas muy jóvenes que aún se encuentran inmersas en ella existe una forma poco común del alcohol orgánico metanol. En el estudio actual se ha podido detectar por primera vez en el espacio.
(Imagen: Ekaterina Moerova / MPIfR; Imagen de fondo: NASA, CXC, SSC, NOAO, DSS; Imagen en 3D de metanol: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Methanol#section=3D-Conformer)

El metanol (CH3OH) —el alcohol orgánico más simple— desempeña un papel fundamental en la formación de compuestos orgánicos complejos en el espacio interestelar. En el marco de un estudio dirigido por Arnaud Belloche, del Instituto Max Planck de Radioastronomía, los astrónomos han detectado por primera vez metanol totalmente deuterado (CD3OD) en el espacio. En este «metanol pesado», todos los átomos de hidrógeno han sido sustituidos por deuterio. Esto permite comprobar predicciones fundamentales de los modelos químicos.

Una molécula clave en el cóctel cósmico

Ya en sistemas estelares muy jóvenes existen moléculas complejas como el isopropanol. Los experimentos sugieren que se forman en la superficie de los granos de polvo helados, incluso antes de que la estrella empiece a brillar. El metanol desempeña un papel clave en este proceso: sobre los gránulos puede reaccionar lentamente con átomos como el carbono, el oxígeno y el hidrógeno para formar compuestos cada vez más grandes. En cuanto la estrella comienza a brillar y calienta su entorno, las moléculas orgánicas complejas se liberan en forma de gas. A partir de ese momento, sus señales pueden observarse con telescopios como el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma), un conjunto de radiotelescopios situado en el desierto de Atacama, en Chile.

Para comprender qué reacciones y procesos son importantes para la formación de moléculas complejas, se necesita un inventario lo más completo posible de los compuestos químicos presentes alrededor de estrellas muy jóvenes. Las moléculas deuteradas son especialmente interesantes porque solo se forman en condiciones de frío extremo, típicas de las primeras fases de la formación estelar. El metanol ocupa un lugar central: desde la forma básica más frecuente, con hidrógeno normal, pasando por las formas más raras, deuteradas una o varias veces, hasta la forma completamente deuterada. Hasta ahora existía una laguna en las observaciones en este ámbito.

Hallazgo único en la nube molecular de Perseo

En el marco del programa Compass (Complex Organic Molecules in Protostars with Alma Spectral Surveys) de Alma, los investigadores observaron once sistemas estelares jóvenes. Entre ellos se encuentra la protoestrella IRAS4A2, situada a unos 1.000 años luz de distancia, en la nube molecular de Perseo. Aquí, el equipo ha detectado por primera vez la firma inequívoca del metanol totalmente deuterado (CD₃OD). Se trata, además, de la primera observación de una molécula interestelar cuádruplemente deuterada.

«La deuteración nos permite seguir la evolución química de las moléculas durante la formación de estrellas y planetas», explica Silvia Spezzano, directora de un grupo de investigación en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre y coautora del estudio actual. «De este modo, podemos comprender su química y, en última instancia, también cómo se transfiere la complejidad molecular de las nubes interestelares a los sistemas planetarios».

Los modelos teóricos no concuerdan con los resultados experimentales

El equipo no solo pudo demostrar la existencia de CD3OD en IRAS4A2, sino que incluso determinó la frecuencia de las distintas variantes de metanol. Se ha observado que la forma completamente deuterada es aproximadamente cien veces más frecuente de lo que predecían las teorías. Ninguno de los modelos químicos disponibles es capaz, por el momento, de explicar esta elevada proporción de CD3OD. «Por lo tanto, parece que en todos ellos falta un proceso decisivo que impulse la formación de metanol deuterado múltiple», explica el director del estudio, el Dr. Arnaud Belloche.

Los datos de IRAS4A2 esconden aún más información: hay líneas espectrales no identificadas. Dada la detección de CD3OD, los astrónomos esperan que algunas de estas líneas puedan proceder de las formas de metanol con deuterio múltiple, CH2DOD y CHD2OD. Ya se está trabajando en los datos de laboratorio correspondientes, que aún no se disponen para una detección fiable. «En el Centro de Estudios Astroquímicos del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre estamos llevando a cabo un programa sistemático de laboratorio para estudiar los espectros de moléculas orgánicas complejas deuteradas, entre ellas CH2DOD y CHD2OD», explica Spezzano. El director del estudio, Belloche, añade: «Esto pone de manifiesto la importancia de la interacción entre la observación, el experimento y la modelización». Paralelamente al estudio actual, se publicarán otros seis que se han elaborado en el marco de Compass. En conjunto, ponen de relieve la diversidad de moléculas orgánicas complejas en el espacio.

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Publicación original: Belloche, A. et al.: Moléculas orgánicas complejas en protoestrellas con estudios espectrales de ALMA (COMPASS) – VII. Primera detección interestelar de metanol totalmente deuterado, Astronomy & Astrophysics 714 (2026); DOI: 10.1051/0004-6361/202558725