Descartada la presencia de hielo puro de CO2 amorfo en el espacio

Descartada la presencia de hielo puro de CO2 amorfo en el espacio
Un estudio realizado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial ha identificado en condiciones de laboratorio una nueva banda espectral del hielo puro y amorfo de dióxido de carbono (CO2), que ha recibido el nombre de Banda X. Según este trabajo, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), en un primer estadio del proceso de cristalización las moléculas de CO2 se encuentran desordenadas y forman una capa de hielo puro amorfo. Hasta el momento, la Banda X no ha sido detectada durante las observaciones espaciales, lo que ha llevado a los investigadores a descartar que exista hielo puro de CO2 amorfo en el espacio.

El dióxido de carbono es uno de los elementos más abundantes en el Universo. El hielo seco, como se conoce su forma congelada, está presente en multitud de cuerpos celestes del Sistema Solar, así como en el polvo interestelar, lo que lo convierte en un indicador del historial térmico de la evolución de las estrellas jóvenes.

“La formación de hielos en el espacio interestelar es un proceso del que aún se desconocen muchos aspectos. La mayor parte de la información de la que disponemos proviene de observaciones espectroscópicas que analizan la interacción entre la radiación electromagnética y la materia. En esas mediciones no aparece la Banda X que hemos identificado en este estudio, por lo que deducimos que en el espacio el dióxido de carbono sólo puede existir como hielo cristalino, en el que las moléculas forman un patrón ordenado, o estar mezclado con otras especies”, explica el investigador del CSIC Rafael Escribano, del Instituto de Estructura de la Materia.

Experimentos en ultra alto vacío

Este trabajo ha combinado técnicas de análisis espectroscópicos, modelos teóricos y la formación en el laboratorio de hielos ultrafinos, de tan solo unas moléculas de grosor.

La mayor parte de los experimentos se realizaron en un sistema de ultra alto vacío a temperaturas próximas al cero absoluto, que intentaba imitar el vacío interestelar. “Para estudiar la formación del hielo, las moléculas de CO2 se iban añadiendo poco a poco, de manera que se formasen películas muy finas. En ese proceso observamos que antes de la creación de cristales ordenados tenía lugar otra etapa, identificada por medio de la Banda X, en la que el dióxido de carbono presentaba una estructura amorfa”, añade el investigador del CSIC Guillermo M. Muñoz Caro, del Centro de Astrobiología, centro mixto del CSIC y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial.

Según los investigadores, esta nueva evidencia sobre el estado de los hielos en otras regiones de nuestra galaxia supone un hallazgo importante, ya que es poco común recabar información sobre objetos tan lejanos debido a las limitaciones asociadas a su observación.

CSIC

Descartada la presencia de hielo puro de CO2 amorfo en el espacio

Descartada la presencia de hielo puro de CO2 amorfo en el espacio
Un estudio realizado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial ha identificado en condiciones de laboratorio una nueva banda espectral del hielo puro y amorfo de dióxido de carbono (CO2), que ha recibido el nombre de Banda X. Según este trabajo, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), en un primer estadio del proceso de cristalización las moléculas de CO2 se encuentran desordenadas y forman una capa de hielo puro amorfo. Hasta el momento, la Banda X no ha sido detectada durante las observaciones espaciales, lo que ha llevado a los investigadores a descartar que exista hielo puro de CO2 amorfo en el espacio.

El dióxido de carbono es uno de los elementos más abundantes en el Universo. El hielo seco, como se conoce su forma congelada, está presente en multitud de cuerpos celestes del Sistema Solar, así como en el polvo interestelar, lo que lo convierte en un indicador del historial térmico de la evolución de las estrellas jóvenes.

“La formación de hielos en el espacio interestelar es un proceso del que aún se desconocen muchos aspectos. La mayor parte de la información de la que disponemos proviene de observaciones espectroscópicas que analizan la interacción entre la radiación electromagnética y la materia. En esas mediciones no aparece la Banda X que hemos identificado en este estudio, por lo que deducimos que en el espacio el dióxido de carbono sólo puede existir como hielo cristalino, en el que las moléculas forman un patrón ordenado, o estar mezclado con otras especies”, explica el investigador del CSIC Rafael Escribano, del Instituto de Estructura de la Materia.

Experimentos en ultra alto vacío

Este trabajo ha combinado técnicas de análisis espectroscópicos, modelos teóricos y la formación en el laboratorio de hielos ultrafinos, de tan solo unas moléculas de grosor.

La mayor parte de los experimentos se realizaron en un sistema de ultra alto vacío a temperaturas próximas al cero absoluto, que intentaba imitar el vacío interestelar. “Para estudiar la formación del hielo, las moléculas de CO2 se iban añadiendo poco a poco, de manera que se formasen películas muy finas. En ese proceso observamos que antes de la creación de cristales ordenados tenía lugar otra etapa, identificada por medio de la Banda X, en la que el dióxido de carbono presentaba una estructura amorfa”, añade el investigador del CSIC Guillermo M. Muñoz Caro, del Centro de Astrobiología, centro mixto del CSIC y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial.

Según los investigadores, esta nueva evidencia sobre el estado de los hielos en otras regiones de nuestra galaxia supone un hallazgo importante, ya que es poco común recabar información sobre objetos tan lejanos debido a las limitaciones asociadas a su observación.

CSIC

Detectado amonio en el espacio por primera vez

Detectado amonio en el espacio por primera vez 
Un equipo internacional de investigadores, liderado desde el Centro de Astrobiología y el Instituto de Estructura de la Materia, informan de la presencia de ión amonio o NH4+ en el espacio. La revista The Astrophysical Journal Letters publica la novedad astroquímica.

Los científicos ya habían detectado más de cien moléculas en el espacio, desde las más abundantes y simples, como el agua, hasta las complejas y grandes cadenas orgánicas, como el benceno. Ahora se añade a la lista una más: el ión amonio (NH4+).

Un equipo de investigadores, liderado por el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) y el Instituto de Estructura de la Materia (IEM, CSIC) del equipo Consolider-Ingenio ASTROMOL, así lo publican en The Astrophysical Journal Letters.

Aunque el amoníaco (NH3) ya se había encontrado, sin embargo, ésta es la primera vez que el ión amonio se detecta en el espacio a través de su variante isotópica NH3D+. En ella uno de los átomos de hidrógeno se sustituye por uno de deuterio, un isótopo del hidrógeno.

“Este ión es el punto de partida para la formación del amoníaco, NH3 y de moléculas prebióticas aminadas en el espacio”, comenta José Cernicharo, profesor de investigación del CSIC en el CAB, y uno de los líderes de esta investigación.

La detección de este ión ha sido realizada utilizando el radiotelescopio de 30 m de Pico Veleta (IRAM) en la región de formación de estrellas masivas Orión IRc2 y en una condensación de gas muy frío en la región de Perseo (B1-bS). La identificación ha sido posible gracias a los nuevos datos de espectroscopía infrarroja obtenidos por el grupo de Física Molecular del IEM.

Este grupo ha realizado medidas de laboratorio en el infrarrojo en una banda (la denominada ν4) del ión amonio deuterado NH3D+. Las medidas en el infrarrojo mejoran sensiblemente las realizadas previamente gracias a una escala de frecuencias mucho más precisa y a la gran cantidad de líneas espectrales observadas.

Los nuevo datos han permitido obtener valores mucho más precisos para la frecuencia de las transiciones rotacionales del NH3D+. La frecuencia medida coincide con la característica observada en Orión-IRc2 y B1-bS por el grupo del CAB confirmando la identificación del NH3D+ por primera vez en el medio interestelar.

“Este descubrimiento permitirá validar las predicciones de los modelos de astroquímica sobre la abundancia de amoníaco y especies aminadas en las zonas internas de objetos protoestelares, discos protoplanetarios y en regiones de formación de estrellas masivas”, señala Cernicharo.

La astroquímica estudia un rico y variado mundo en especies orgánicas, como son las regiones de formación estelar y planetaria que podrían albergar las raíces prebióticas de la vida. Esta ciencia trata de conocer el papel de las moléculas en la evolución del universo y cómo desde las no bióticas se llega a la vida.

CAB | SINC

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