Observaciones del JWST de hielos segregados de CO2 y CO2 en envolturas protostellares

Área de la Ciencia:

• Astroquímica
• Física del medio interestelar
• Evolución protoestelar

Sus antecedentes:

• Los hielos interestelares evolucionan en función de sus entornos químicos y térmicos.
• Los modos vibratorios de hielo de dióxido de carbono (CO2) sirven como marcadores térmicos.
• El Telescopio Espacial James Webb (JWST) permite la observación detallada de las características del hielo de CO2.

Objetivo del estudio:

• Para analizar los modos de vibración del hielo de CO2 en las protoestrellas de alta masa (IRAS 20126) y baja masa (Per-emb 35).
• Investigar los efectos del calentamiento y la segregación del hielo en la composición del hielo de CO2.
• Determinar las relaciones isotópicas (12C/13C) en el hielo de CO2 y evaluar la fraccionamiento.

Principales métodos:

• Observaciones espectroscópicas de hielo de CO2 en el infrarrojo cercano y medio.
• Análisis de los modos de flexión de 15,2 μm, de estiramiento de 4,39 μm y de combinación de 2,70 μm para 12CO2 y 13CO2.
• Descomposición consistente del perfil de los modos de vibración para modelar las mezclas de hielo.

Principales resultados:

• Pico doble característico observado para el hielo puro de CO2 y picos de longitud de onda corta para el 13CO2 y el 12CO2.
• Perfiles de hielo de CO2 consistentes modelados por mezclas de CO2 con CH3OH y H2O, que indican la segregación al calentarse.
• Las contribuciones similares de los componentes de CO2 para 12CO2 y 13CO2 sugieren una fraccionamiento isotópico mínimo.
• Derivado 12C/13C_ice = 90 ± 9 en IRAS 20126, menor que lo informado anteriormente para el CO gaseoso.
• Se ha detectado el modo de flexión 13CO2 de hielo puro de CO2 a 15,64 μm.

Conclusiones:

• Al calentarse, el hielo de CO2 se separa de las capas ricas en agua, favoreciendo las mezclas de CO2-CH3OH.
• Las proporciones isotópicas de hielo de CO2 permanecen constantes a través de la formación y el calentamiento, lo que implica una fraccionamiento limitado.
• La relación 12C/13C derivada en IRAS 20126 proporciona nuevas restricciones en la evolución química protostellar.