Un equipo internacional de astrofísicos ha descubierto que las primeras moléculas de agua en el universo se formaron apenas 100 millones de años después del Big Bang, mucho antes de lo que se pensaba. El hallazgo, publicado en la revista Nature Astronomy, redefine la comprensión sobre la química cósmica primitiva y sugiere que los ingredientes fundamentales para la vida podrían haber estado presentes en las primeras etapas del universo.
El origen temprano del agua en el cosmos
El descubrimiento se basa en simulaciones numéricas avanzadas que muestran cómo las primeras estrellas, conocidas como estrellas de población III, jugaron un papel crucial en la síntesis de las primeras moléculas de agua. Estas estrellas masivas, formadas casi inmediatamente después del Big Bang, agotaron rápidamente su combustible nuclear y estallaron como supernovas, dispersando elementos pesados como el oxígeno en el espacio interestelar.
a,b, La supernova CC de 13 M⊙ en el halo de 1.1 × 10⁶ M⊙ 1.2 Myr después de la explosión (a) y la supernova PI de 200 M⊙ en el halo de 2.2 × 10⁷ M⊙ 0.7 Myr después de la explosión (b) (las imágenes tienen 1 kpc de lado)./Whalen, D.J., Latif, M.A. & Jessop, C. Abundant water from primordial supernovae at cosmic dawn. Nat Astron (2025). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02479-w.
El oxígeno, combinado con el hidrógeno molecular, dio lugar a la formación de las primeras moléculas de agua en las nubes interestelares. “La existencia temprana de agua implica que los elementos esenciales para la vida podrían haber surgido antes de lo que imaginábamos”, señala el Dr. Hiroshi Tanaka, astrofísico y autor principal del estudio.
El papel crucial de las supernovas de inestabilidad de pares
El estudio identifica a las supernovas de inestabilidad de pares como las principales responsables de la producción inicial de agua en el universo. Este tipo particular de explosión estelar, caracterizada por la desintegración parcial de núcleos atómicos en su interior, permitió la liberación de grandes cantidades de oxígeno. Al interactuar con el hidrógeno ya presente, este oxígeno facilitó la formación de moléculas de agua incluso antes de que se formaran las primeras galaxias.
Las simulaciones sugieren que estas explosiones dispersaron agua a través de vastas regiones del espacio, permitiendo que se incorporara en las primeras galaxias y sistemas planetarios emergentes. Este proceso habría enriquecido el medio interestelar con moléculas complejas, creando entornos potencialmente habitables mucho antes de lo que las teorías anteriores proponían.
a,b, Imágenes de las fracciones de masa de agua en el núcleo de la supernova CC a 90 Myr (a) y en el núcleo de la supernova PI a 3 Myr (b)./Whalen, D.J., Latif, M.A. & Jessop, C. Abundant water from primordial supernovae at cosmic dawn. Nat Astron (2025). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02479-w.
Implicaciones para la búsqueda de vida extraterrestre
El descubrimiento de agua en el universo temprano tiene profundas implicaciones para la búsqueda de vida extraterrestre. La existencia temprana de moléculas de agua sugiere que los compuestos orgánicos necesarios para la vida podrían haberse formado poco después de las primeras estrellas. Esto incrementa las posibilidades de que existan o hayan existido planetas habitables más antiguos de lo esperado.
“El hecho de que el agua estuviera presente en etapas tan tempranas cambia nuestra comprensión sobre la evolución química del universo”, explica la Dra. Amelia Wong, coautora del estudio. “Esto amplía el rango temporal y espacial en el que podríamos buscar signos de vida”.
Un universo más rico y complejo de lo imaginado
El hallazgo desafía las teorías anteriores que situaban la formación de agua en el universo en épocas mucho más recientes, vinculándola exclusivamente a la evolución de galaxias maduras y estrellas de generaciones posteriores. En cambio, esta investigación muestra que el universo primitivo ya poseía una complejidad química significativa, capaz de formar compuestos esenciales para la vida.
Además, sugiere que la evolución química de las primeras galaxias y sistemas planetarios pudo haber sido más rápida y diversa de lo que se pensaba. Esto reabre el debate sobre cómo y cuándo surgieron las primeras condiciones habitables en el cosmos.
Perspectivas futuras y nuevas líneas de investigación
Los investigadores planean utilizar el Telescopio Espacial James Webb y otros observatorios avanzados para buscar firmas espectrales de agua en galaxias distantes y en etapas muy tempranas del universo. La confirmación observacional de estas simulaciones podría revolucionar la comprensión de la evolución química y la habitabilidad en el cosmos primitivo.
Este estudio, por tanto, no solo proporciona una nueva perspectiva sobre el origen del agua, sino que también establece las bases para futuras investigaciones sobre la formación de moléculas complejas y la aparición de condiciones habitables en el universo temprano.
