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Ciencia·2 min de lectura

Webb detecta la señal «prohibida» de H3+, predicha en 1986

El telescopio Webb ha captado el tenue brillo de rotación del H3+, predicho en 1986 y nunca observado, ni siquiera en un laboratorio.

Infrared view of a Herbig-Haro object, with glowing jets of gas from a newborn star ploughing into a dusty nebula.
Imagen: Хабр

Durante cuarenta años, una de las moléculas más importantes del espacio ha guardado su señal en secreto. Ahora el telescopio espacial James Webb la ha captado. Se trata del catión trihidrógeno, H₃⁺, y de un tenue brillo que debería emitir al rotar, predicho en 1986 y nunca visto, ni siquiera en un laboratorio.

Un equipo dirigido por David Neufeld, de la Universidad Johns Hopkins, encontró la emisión en gas situado a miles de años luz. El H₃⁺ está en la base de casi toda la química en fase gaseosa entre las estrellas, incluida la formación de moléculas orgánicas complejas. Por eso se le llama a menudo «la molécula que creó el Universo». Se ha detectado en nubes interestelares y es en parte responsable de las auroras de Júpiter.

¿Por qué se llama «prohibida» la señal del H3+?

El H₃⁺ son tres núcleos de hidrógeno que comparten dos electrones, dispuestos en un triángulo equilátero. Esa simetría implica que no tiene momento dipolar permanente: al girar, su carga sigue repartida de forma uniforme y no debería radiar como lo hacen casi todas las moléculas.

En 1986, Fu-Shih Pan y Takeshi Oka, de la Universidad de Chicago, calcularon una rendija. La rotación deforma un poco el triángulo, lo que crea un dipolo minúsculo y, con él, una emisión muy débil. Estas transiciones se llaman prohibidas no porque rompan la física, sino porque se saltan las reglas habituales de la radiación molecular.

Lo que vio Webb

La fuente es HH 168, un objeto de Herbig-Haro. Se forma cuando una estrella joven lanza chorros de materia a cientos de kilómetros por segundo contra la nube que la rodea. Las ondas de choque calientan el gas a miles de grados. La visión infrarroja de Webb atraviesa el polvo que oculta estos lugares.

Entre la luz infrarroja del gas caliente había 26 líneas extremadamente débiles con las longitudes de onda calculadas por Pan y Oka. La más intensa alcanzó 72 sigmas, un nivel de significación estadística que apenas deja dudas. Su distribución coincidía con la del hidrógeno molecular común, H₂.

Lo desconcertante es el brillo. Un modelo de choque reproducía bien el H₂, pero subestimaba el H₃⁺ entre cinco y seis veces. Otro se ajustaba mejor al H₃⁺, pero usaba condiciones fuera del rango en el que está validado. El equipo halló la misma emisión en datos de archivo de Webb sobre otro objeto, HH 211, lo que sugiere que no es un caso aislado.

Pan y Oka tenían razón. Solo faltaba un instrumento lo bastante sensible. Ahora el propio H₃⁺ puede servir para entender mejor la química del espacio.

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Etiquetas:james webbh3+trihydrogen cationherbig-haroastronomyhh 168

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