Los científicos que trabajan con el telescopio espacial Hubble han encontrado una molécula muy compleja en el espacio. Llamadas Buckyballs, por el reconocido pensador Buckminster Fuller, son una disposición molecular de 60 átomos de carbono (C60) en la forma aproximada de una pelota de fútbol. Aunque no es la primera vez que se observan estas moléculas exóticas en el espacio, es la primera vez que se encuentran iones Buckyball.
Las Buckyballs, (también conocidas como Buckminsterfullerenes) se encontraron en el Medio Interestelar (ISM), la materia difusa y la radiación que existe entre los sistemas solares. Dado que ISM es el tipo de materia fundamental a partir del cual eventualmente se forman las estrellas y los planetas, los astrónomos están realmente interesados en ello. Comprender los contenidos del ISM arroja luz sobre el surgimiento de estrellas, planetas y, finalmente, la vida misma.
"Nuestra confirmación de C60+ muestra cuán compleja puede ser la astroquímica, incluso en la densidad más baja, en los ambientes más fuertemente irradiados con radiación ultravioleta en la galaxia ”.
Martin Cordiner, autor principal, Centro de vuelo espacial Goddard
El equipo detrás de este descubrimiento publicó sus hallazgos en Astrophysical Journal Letters el 22 de abril de 2019. El artículo se llama "Confirmación de interestelar C60 + utilizando el telescopio espacial Hubble". El autor principal es Martin Cordiner, de la Universidad Católica de América, estacionado en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
En la Tierra, los científicos han encontrado C60 +, pero es raro. Lo han encontrado en rocas y minerales, y también en hollín generado por la combustión a altas temperaturas. Es sorprendente encontrar la forma ionizada (con carga eléctrica) de C60 + en el ISM, porque es un entorno muy duro.
El C60 + en el espacio está ionizado por estrellas. La luz ultravioleta de las estrellas elimina un electrón del C60, que deja a la molécula con una carga positiva. Encontrar estas moléculas de carbono complejas en el espacio es un paso hacia un catálogo más completo de la materia en el medio interestelar.
La vida: la máxima complejidad química
"Históricamente, el ISM difuso se consideraba un entorno demasiado duro y tenue para que se produjeran cantidades apreciables de moléculas grandes", dijo el autor principal Cordiner en un comunicado de prensa. "Antes de la detección de C60, las moléculas más grandes conocidas en el espacio tenían solo 12 átomos de tamaño. Nuestra confirmación de C60+ muestra cuán compleja puede ser la astroquímica, incluso en la densidad más baja, en los ambientes más fuertemente irradiados con radiación ultravioleta en la galaxia ”.
"De alguna manera, la vida puede considerarse como lo último en complejidad química".
Martin Cordiner, autor principal, Centro de vuelo espacial Goddard
El carbono es clave para la vida, hasta donde sabemos. Es abundante y puede formar compuestos únicos y diversos. El carbono puede formar moléculas grandes llamadas polímeros, a temperaturas comunes de la Tierra. Los polímeros son una familia de moléculas con una amplia gama de propiedades que juegan un papel clave en los tejidos vivos como las proteínas y el ADN. Es difícil imaginar la vida sin carbono.
Dado que la vida se basa en moléculas que contienen carbono, encontrar moléculas de carbono complejas como C60 + en el espacio es un descubrimiento intrigante. "De alguna manera, la vida puede considerarse como lo último en complejidad química", dijo Cordiner. "La presencia de C60 demuestra inequívocamente un alto nivel de complejidad química intrínseca a los ambientes espaciales y apunta a una gran probabilidad de que otras moléculas extremadamente complejas que contienen carbono surjan espontáneamente en el espacio ".
La clave para encontrar C60 + en el ISM es lo que se denominan bandas interestelares difusas (BID).
Los materiales primarios en el ISM son los sospechosos habituales: hidrógeno y helio. Pero hay muchas otras moléculas complejas no identificadas en el ISM, y la única forma de encontrarlas es estudiar la luz de las estrellas que las atraviesa.
Diferentes elementos y compuestos en el ISM pueden bloquear o absorber ciertas longitudes de onda de la luz de las estrellas. Usando espectrometría, los científicos pueden dividir la luz en sus diferentes longitudes de onda y examinarla. Al hacerlo, pueden detectar con precisión qué longitudes de onda están ausentes y deducir los químicos responsables.
En el ISM, esto puede ser difícil. Allá afuera, los patrones de absorción revelados por la espectrometría cubren un rango de luz mucho más amplio, algunos de los cuales son completamente diferentes de los que se ven en la Tierra. Esos patrones se denominan bandas interestelares difusas, y fueron descubiertos por primera vez en 1922 por la astrónoma estadounidense Mary Lea Heger.
El problema es que, para identificar la naturaleza de un DIB en el espacio, debe coincidir con uno visto en un laboratorio. Pero hay millones de estructuras moleculares diferentes y sus DIB asociados, por lo que llevaría toda la vida identificarlos a todos.
"Hoy se conocen más de 400 DIB, pero (aparte de los pocos recientemente atribuidos a C60+), ninguno ha sido identificado de manera concluyente ", dijo Cordiner. “En conjunto, la aparición de los DIB indica la presencia de una gran cantidad de moléculas ricas en carbono en el espacio, algunas de las cuales eventualmente pueden participar en la química que da vida. Sin embargo, la composición y características de este material permanecerán desconocidas hasta que se asignen los DIB restantes ".
Los científicos han pasado décadas tratando de encontrar coincidencias de laboratorio precisas para DIB.
El Venerable Hubble Mancha Buckyballs
Aquí es donde entra en juego el venerable telescopio espacial Hubble.
El equipo detrás de esta nueva investigación comparó los patrones de absorción de C60 + en el laboratorio con los DIB que el Hubble observó en el medio interestelar. El trabajo de laboratorio DIB fue realizado por otro equipo de la Universidad de Basilea, en Suiza. El Hubble pudo observar los datos de absorción C60 + desde su percha en órbita, donde el vapor de agua en la atmósfera de la Tierra no puede bloquearlo. Aun así, el equipo tuvo que empujar el telescopio espacial más allá de sus límites de sensibilidad.
El descubrimiento de iones Buckyball en el espacio ha hecho que el equipo se entusiasme por más. Se piensa, si estas moléculas de carbono complejas están presentes en el ISM, ¿hay otras? Para averiguarlo, se requiere más trabajo de laboratorio con otras moléculas de carbono complejas, para identificar sus DIB para que puedan coincidir con futuras observaciones del ISM.
Por ahora, el equipo detrás de este estudio quiere continuar buscando Buckyballs en el espacio, para ver qué tan comunes son. El autor principal Cordiner cree que, según sus hallazgos hasta ahora, C60 + está muy extendido en la galaxia.
Lo que eso significa para la aparición y evolución de la vida en la Tierra y en otros lugares está en el aire, pero es una línea de investigación intrigante.
Fuentes:
- Comunicado de prensa: Hubble encuentra pequeños "balones de fútbol eléctricos" en el espacio, ayuda a resolver el misterio interestelar
- Documento de investigación: Confirmación de interestelar C60 + utilizando el telescopio espacial Hubble
- Entrada de Wikipedia: Medio interestelar
- Entrada de Wikipedia: Carbono
