Artículo científico

Un importante sondeo de ALMA de estrellas jóvenes descubrió máseres de metanol ampliamente distribuidos y permitió detectar por primera vez en el espacio metanol completamente deuterado

Un equipo internacional de especialistas en astronomía que utiliza el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) está abriendo una nueva ventana para comprender cómo se forman las moléculas orgánicas alrededor de estrellas jóvenes y cómo, con el tiempo, podrían pasar a formar parte de sistemas planetarios en formación.

Nuevos resultados del Programa Grande de ALMA COMPASS (Complex Organic Molecules in Protostars with ALMA Spectral Surveys, Moléculas Orgánicas Complejas en Protoestrellas mediante Sondeos Espectrales con ALMA) revelan que las estrellas jóvenes que aún se están formando están rodeadas de un entorno químico sorprendentemente rico. Entre las moléculas detectadas se encuentra el metanol, un alcohol orgánico simple que desempeña un papel importante en la formación de moléculas más complejas en el espacio.

“Estamos obteniendo conocimientos completamente nuevos sobre la compleja química que ocurre alrededor de las protoestrellas más jóvenes”, señaló Jes Jørgensen, profesor del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague e investigador principal del programa. “La pregunta interesante es cómo estos compuestos químicos pueden influir en las condiciones de los planetas y, potencialmente, en el origen de la vida en ellos”.

Más de 100 horas de observaciones con ALMA

COMPASS es un proyecto internacional que utiliza ALMA para estudiar, con un nivel de detalle sin precedentes, 11 estrellas jóvenes cercanas similares al Sol. El programa requirió más de 100 horas de observación para investigar sistemáticamente sus composiciones químicas.

Las moléculas en el espacio emiten radiación a frecuencias características, lo que genera huellas espectrales que permiten identificarlas. Al combinar las señales de sus antenas, ALMA puede detectar firmas moleculares extremadamente débiles y determinar cómo se distribuyen distintas sustancias químicas alrededor de estrellas jóvenes, a escalas comparables a las de nuestro propio Sistema Solar.

Los primeros resultados de COMPASS se presentan en siete artículos publicados en Astronomy & Astrophysics, que ofrecen una primera mirada a la enorme cantidad de información contenida en este sondeo.

“Con COMPASS podemos, por primera vez, comparar sistemáticamente protoestrellas de distintos entornos y en diferentes etapas evolutivas para comenzar a comprender cómo se desarrolla la complejidad química durante la formación estelar”, señaló la Dra. Adele Plunkett, del Observatorio Nacional de Radioastronomía de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NSF NRAO) y una de las cuatro coinvestigadoras principales del programa, junto con la Dra. Audrey Coutens, de la Universidad de Toulouse, en Francia; la Dra. Maria Drozdovskaya, de la Universidad de Berna, en Suiza; y la profesora Jeong-Eun Lee, de la Universidad Nacional de Seúl, en Corea del Sur.

Faros de metanol alrededor de estrellas jóvenes

Varios de los primeros resultados de COMPASS se centran en el metanol, el alcohol más simple y un ingrediente importante en las rutas químicas que producen moléculas orgánicas de mayor tamaño.

Un estudio liderado por Jae-Hong Jeong, estudiante de posgrado de la Universidad Nacional de Seúl, descubrió que la emisión máser de metanol está mucho más extendida alrededor de protoestrellas de baja masa de lo que se pensaba hasta ahora.

Los máseres se producen cuando, bajo determinadas condiciones físicas, las moléculas amplifican naturalmente la radiación en frecuencias de radio específicas, generando señales intensas que pueden actuar como faros cósmicos. Las observaciones de COMPASS detectaron máseres de metanol en más de la mitad de las estrellas jóvenes estudiadas, lo que sugiere que este tipo de emisión podría ser común durante las primeras etapas de la evolución estelar y hacerse evidente cuando las observaciones tienen suficiente sensibilidad.

ALMA detecta por primera vez en el espacio metanol completamente “pesado”

En otro resultado importante, las observaciones de COMPASS permitieron detectar por primera vez en el espacio una versión completamente “pesada” del metanol.

La molécula, conocida como metanol completamente deuterado, o CD₃OD, es una variante poco común en la que todos los átomos de hidrógeno del metanol han sido reemplazados por deuterio, una forma más pesada del hidrógeno.

El equipo de investigación realizó el descubrimiento alrededor de la joven protoestrella IRAS 4A2, ubicada en la nube molecular de Perseo, a unos 1.000 años luz de la Tierra. El resultado se presenta en un estudio liderado por el Dr. Arnaud Belloche, del Instituto Max Planck de Radioastronomía.

Detectar distintas formas de metanol permite investigar las condiciones físicas y químicas en las que se formaron estas moléculas y comprender mejor cómo evoluciona la química durante las primeras etapas de la formación estelar.

Más descubrimientos por venir

Estos primeros resultados demuestran la capacidad de ALMA para revelar fenómenos químicos poco comunes y nunca antes observados mediante sondeos espectrales de gran sensibilidad. Sin embargo, representan apenas el comienzo del análisis científico de COMPASS.

El equipo continuará estudiando el conjunto completo de datos y ampliará el análisis a las distintas especies moleculares detectadas en las 11 fuentes. Uno de los principales objetivos es determinar si las diferencias en la composición química entre estrellas jóvenes se originan en los entornos donde nacieron o si aparecen posteriormente, a medida que las estrellas evolucionan.

“Recién estamos comenzando a aprovechar la riqueza de este conjunto de datos”, señaló la profesora Jeong-Eun Lee. “A medida que ampliemos el análisis, esperamos descubrir aspectos completamente nuevos sobre cómo evoluciona la química en el camino hacia la formación de planetas”.

Al comparar sistemáticamente la química de sistemas estelares jóvenes, COMPASS está ayudando a la comunidad astronómica a rastrear cómo evoluciona la complejidad molecular desde las nubes interestelares hasta los sistemas planetarios en formación. Junto con estudios de laboratorio y modelos químicos, estas observaciones entregan nuevas pistas sobre el recorrido de la materia desde los fríos entornos donde nacen las estrellas hasta los discos en los que, eventualmente, pueden formarse planetas.

Información adicional

Los primeros resultados de COMPASS se presentan en siete artículos publicados en Astronomy & Astrophysics:

• Jørgensen, Coutens, Drozdovskaya et al., “I. Overview of the ALMA Large Program”, 2026, A&A. DOI: 10.1051/0004-6361/202558725
• Plunkett, Maret, Harsono et al., “II. Approach to data reduction and products for line-rich broadband (sub-)millimeter spectra”, 2026, A&A. DOI: 10.1051/0004-6361/202558751
• Coutens, Cruz-Sáenz de Miera, Jørgensen et al., “III. CH3OH isotopic fractionation in the low-mass protostar BHR71-IRS1”, 2026, A&A. DOI: 10.1051/0004-6361/202558733
• Nazari, Coutens, Jørgensen et al., “Methyl cyanide isotopologues toward BHR71-IRS1”, 2026, A&A. DOI: 10.1051/0004-6361/202558748
• Yun, Lee, Jørgensen et al., “Tracing cavity walls and shocked knots with non-thermally desorbed CH3OH in BHR71-IRS1”, 2026, A&A. DOI: 10.1051/0004-6361/202558732
• Jeong, Lee, Jørgensen et al., “Discovery of a class I methanol maser transition and its association with acetaldehyde”, 2026, A&A. DOI: 10.1051/0004-6361/202558734
• Belloche, Spezzano, Coutens et al., “VII. First interstellar detection of fully deuterated methanol”, 2026, A&A. DOI: 10.1051/0004-6361/202659642

Este artículo se basa en el comunicado de prensa original del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), socio de ALMA en representación de Norteamérica.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS) de Japón, en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus Estados Miembros; por NSF, en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (NSTC) de Taiwán; y por NINS, en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto Coreano de Astronomía y Ciencias Espaciales (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son lideradas por ESO en representación de sus Estados Miembros; por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), administrado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), en representación de Asia del Este. El Observatorio Conjunto ALMA (JAO) proporciona el liderazgo y la gestión unificados de la construcción, la puesta en marcha y la operación de ALMA.

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