El estudio, publicado en Nature Astronomy por un equipo internacional liderado por investigadores del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) y la Universidad de Oxford, analizó espectros infrarrojos del núcleo de IRAS 07251–0248, una galaxia ultraluminosa infrarroja situada a unos 500 millones de años luz cuya región central está oculta por densas nubes de gas y polvo. Esta opacidad hace imposible su observación en longitudes de onda visibles, pero el rango infrarrojo de 3 a 28 micrones permite penetrar el velo y detectar firmas químicas de moléculas en fase gaseosa, hielos y granos de polvo.
Las observaciones, realizadas con los instrumentos NIRSpec y MIRI del JWST, identificaron una rica mezcla de hidrocarburos como benceno (C₆H₆), metano (CH₄), acetileno (C₂H₂), diacetileno (C₄H₂) y triacetileno (C₆H₂), junto con el radical metílico (CH₃), cuya detección extragaláctica es un hito porque esta especie altamente reactiva actúa como precursor de casi todas las moléculas basadas en carbono detectadas en el espacio interestelar. Las abundancias observadas superan con creces las predicciones de los modelos teóricos actuales, lo que sugiere procesos químicos intensos en entornos extremos.
IRAS 07251–0248, catalogada como una galaxia ultraluminosa infrarroja (ULIRG), genera su brillo a través de una combinación de fusión galáctica, actividad de un agujero negro supermasivo central y formación estelar intensa, condiciones que favorecen la fragmentación de materiales complejos en moléculas más simples. El análisis espectroscópico reveló que el carbono se encuentra tanto en fase gaseosa como atrapado en hielos y granos de polvo, con temperaturas que indican un entorno turbulento y energéticamente rico.
Los investigadores concluyen que los rayos cósmicos, abundantes en estos núcleos galácticos activos, juegan un rol pivotal al fragmentar hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) y polvo rico en carbono, liberando las moléculas orgánicas pequeñas detectadas. Modelos desarrollados en Oxford confirman una correlación entre la abundancia de hidrocarburos y los niveles de ionización por rayos cósmicos, posicionando a estos núcleos enterrados como “fábricas” de química orgánica compleja que contribuye a la evolución química de las galaxias.
El hallazgo del CH₃ fuera de la Vía Láctea valida décadas de predicciones teóricas sobre su rol en la química del hidrógeno interestelar frío y abre nuevas líneas de investigación sobre la distribución de precursores orgánicos en el universo temprano. Aunque no se trata de biomoléculas propiamente dichas, la presencia de estos compuestos basados en carbono en entornos galácticos extremos sugiere que los bloques básicos para la química prebiótica podrían ser comunes en regiones activas del cosmos.
El equipo enfatiza el poder único del JWST para desentrañar la química en zonas previamente inaccesibles, combinando observaciones espaciales con modelos astroquímicos y datos de laboratorio. Estudios futuros podrían extender estas observaciones a otras ULIRG y galaxias de alto redshift para mapear la evolución de la química orgánica a lo largo de la historia cósmica.
