Descubren 'Eos', una gigantesca y hasta ahora invisible estructura cerca de la Tierra que 'brilla' en la oscuridad

Durante mucho tiempo, esta inmensa acumulación de gas permaneció oculta a los ojos de los científicos. Su detección sólo fue posible gracias a una innovadora técnica capaz de buscar las débiles emisiones de luz ultravioleta del componente principal de la nube, el hidrógeno molecular. Este hallazgo marca un hito sin precedentes, ya que es la primera vez que se identifica una nube molecular de esta forma, a través de la luz emitida en esa región del espectro electromagnético.

El avance, recién publicado en 'Nature Astronomy', abre un nuevo y fascinante camino para futuras exploraciones del cosmos. En palabras de Blakesley Burkhart, directora del equipo y autora principal del artículo, «esto abre nuevas posibilidades para estudiar el universo molecular». Burkhart también es investigadora en el Centro de Astrofísica Computacional del Instituto Flatiron en Nueva York.

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José Manuel Nieves

Las nubes moleculares son vastas regiones de espacio interestelar compuestas de gas y polvo, principalmente hidrógeno molecular (H2), el 'ladrillo' fundamental que da pie a la construcción de estrellas y planetas y que, por ende, resulta esencial para la vida tal como la conocemos.

Tradicionalmente, estas nubes moleculares se han detectado mediante métodos como las observaciones en las longitudes de onda de la radio y el infrarrojo. Técnicas que se han demostrado efectivas para identificar la firma química del monóxido de carbono, elemento que a menudo se utiliza como trazador de la presencia de hidrógeno molecular. Sin embargo, el equipo liderado por Burkhart adoptó una estrategia radicalmente diferente.

«Esta es la primera nube molecular descubierta buscando directamente la emisión ultravioleta lejana del hidrógeno molecular -explica la investigadora-. Los datos mostraron moléculas de hidrógeno brillantes, detectadas a través de su fluorescencia en el ultravioleta lejano. Esta nube, literalmente, está brillando en la oscuridad».

Afortunadamente, Eos no representa ningún peligro para la Tierra ni para el Sistema Solar. Muy al contrario, su relativa cercanía, a unos 300 años luz de distancia, convierte a esta nube molecular en una oportunidad única para estudiar las propiedades de estas importantes estructuras. El medio interestelar, compuesto de gas y polvo que llena el espacio entre las estrellas dentro de una galaxia, es la materia prima para el nacimiento de nuevas estrellas.

«Cuando observamos a través de nuestros telescopios -explica Burkhart-, captamos sistemas solares enteros en el acto de formarse, pero no sabemos en detalle cómo sucede. Nuestro descubrimiento de Eos es emocionante porque ahora podemos medir directamente cómo se forman y disocian las nubes moleculares, y cómo una galaxia comienza a transformar el gas y el polvo interestelar en nuevas estrellas y planetas».

Con su forma de media luna, Eos se encuentra en el límite de la llamada 'Burbuja Local', una vasta 'cavidad espacial' llena de gas caliente y de la que nuestro Sistema Solar forma parte. Los científicos estiman que Eos es inmensa en su proyección en el cielo, con un tamaño aparente de aproximadamente 40 veces el diámetro de la Luna llena. Su masa se calcula en unas 3.400 veces la del Sol. Utilizando modelos computacionales, el equipo predice que Eos se evaporará en unos 6 millones de años, un abrir y cerrar de ojos en la escala cósmica.

Thavisha Dharmawardena, investigadora de la NASA Hubble en la Universidad de Nueva York y coautora principal del estudio, subraya la trascendencia de la nueva técnica utilizada: «El uso de la técnica de emisión de fluorescencia en el ultravioleta lejano podría reescribir nuestra comprensión del medio interestelar, revelando nubes ocultas a lo largo de la galaxia e incluso hasta los límites detectables más lejanos del amanecer cósmico».

Eos fue detectada por el equipo a través de datos recopilados por un espectrógrafo de ultravioleta lejano llamado FIMS-SPEAR (Espectrógrafo de Imágenes Fluorescentes, por sus siglas en inglés), un instrumento que operó a bordo del satélite coreano STSAT-1 y que descompone la luz emitida en esa longitud de onda por un material, de manera similar a cómo un prisma descompone la luz visible en un arcoíris, creando un espectro que los científicos pueden analizar.

Los datos se hicieron públicos en 2023, momento en que Burkhart los descubrió. «Fue como si estuvieran esperando a ser explorados», recuerda la científica.

Eos está dominada por gas de hidrógeno molecular, pero es en gran medida 'oscura en CO', lo que significa que no contiene mucho monóxido de carbono y no emite la firma característica detectada por los enfoques convencionales. Lo que explica cómo Eos eludió la detección durante tanto tiempo.

«La historia del cosmos -reflexiona Burkhart- es la historia de la reorganización de átomos durante miles de millones de años. El hidrógeno que actualmente se encuentra en la nube de Eos empezó a existir en el momento del Big Bang, y sólo mucho más tarde fue a parar a nuestra galaxia y se agrupó en una nube cerca del Sol. Así que ha sido un largo viaje de 13.600 millones de años para estos átomos de hidrógeno».

El descubrimiento llegó en forma de sorpresa inesperada. «Cuando estaba en la escuela de posgrado -recuerda Dharmawardena-, nos dijeron que no resultaba fácil observar directamente el hidrógeno molecular. Es una locura que ahora podamos ver esta nube en datos que no pensábamos que veríamos».

Curiosamente, Eos también da nombre a una propuesta de misión espacial de la NASA que Burkhart y otros miembros del equipo apoyan activamente. Una misión que tiene como objetivo, precisamente, ampliar el enfoque de detección de hidrógeno molecular a regiones más amplias de la galaxia, investigando los orígenes de las estrellas mediante el estudio de la evolución de las nubes moleculares.

El equipo, de hecho, no cesa de explorar en busca de nubes de hidrógeno molecular cercanas y lejanas. Un estudio reciente publicado por Burkhart y otros en el servidor de prepublicaciones 'arXiv' y para el cual se utilizó el Telescopio Espacial James Webb (JWST), informa, por ejemplo, sobre el posible hallazgo del gas molecular más distante jamás detectado.

«Usando el JWST -revela Burkhart- es posible que hayamos encontrado las moléculas de hidrógeno más lejanas del Sol que se conocen. Así que hemos encontrado tanto algunas de las más cercanas como de las más lejanas utilizando las emisiones en el ultravioleta lejano».

El descubrimiento de Eos, por lo tanto, no sólo revela una estructura cósmica previamente invisible, sino que también inaugura una nueva era en la astronomía molecular. La capacidad de detectar directamente el hidrógeno molecular a través de su brillo en el ultravioleta lejano promete, en efecto, desvelar los secretos de las nubes moleculares 'oscuras en CO', que hasta ahora habían permanecido ocultas a nuestros ojos.