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La combinación de resultados de estudios de laboratorio sobre el brillo infrarrojo de las moléculas de carbono en software de simulación ha llevado a un equipo de investigadores a un nuevo descubrimiento sobre la creación de «jaulas» esféricas de carbono llamadas fullerenos.

Dado que estas moléculas podrían haber transportado compuestos complejos de manera protectora a través de la dureza del espacio interestelar, los hallazgos podrían tener implicaciones sobre cómo surgió la vida en la Tierra y más allá.

Tras la detección confirmada de fullerenos que rodean los entornos polvorientos de estrellas moribundas llamadas nebulosas planetarias en las últimas décadas, los investigadores han reflexionado sobre el proceso que llevó a su creación.

Una forma podría ser que la luz incida sobre estructuras de carbono claramente circulares llamadas compuestos aromáticos policíclicos. Otro consiste en estructuras para hornear que están un poco menos ordenadas.

Las simulaciones del equipo confirman que al menos algunos de los fullerenos se producen a través de granos de carbono amorfo hidrogenado (HAC). Al parecer, estas partículas de hidrógeno y carbono ordenadas caóticamente actúan como puntos de partida para los fullerenos.

Según los investigadores detrás del descubrimiento, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en España, la forma en que han comparado las características de los granos de HAC con las lecturas de luz del espacio profundo debería ayudarnos a comprender más sobre el orígenes de la vida y los procesos involucrados.

«Hemos combinado por primera vez las constantes ópticas de HAC, obtenidas en experimentos de laboratorio, con modelos de fotoionización», dice el astrofísico Domingo García-Hernández, del IAC.

El trabajo comenzó con la lejana nebulosa planetaria Tc 1 y sus imágenes captadas por telescopios. Estos nebulosas planetarias Son anillos de gas y polvo que se forman alrededor de estrellas moribundas en etapas avanzadas de su vida, y la luz que emiten se puede utilizar para detectar de qué están hechos.

A través de modelos informáticos, el equipo de investigación investigó algo desconcertante sobre Tc 1: amplio, no identificado bandas infrarrojas que se han visto aquí y en otros lugares del espacio. El modelo mostró que los granos HAC podrían estar explicando estas bandas.

Como se sabe que Tc 1 es rico en fullerenos, el estudio proporciona una explicación para las bandas infrarrojas no identificadas y el origen de los fullerenos. Esto debería dar a los astrofísicos un amplio margen para futuras investigaciones.

«La identificación de la especie química que causa esta emisión infrarroja, ampliamente presente en el Universo, era un misterio astroquímico, aunque siempre se pensó probable que fuera rica en carbono, uno de los elementos básicos de la vida», dice el astrofísico Marco Gómez-Muñoz, del IAC.

Los fullerenos son especialmente resistentes y estables, lo que significa que los científicos creen que podrían actuar como jaulas protectoras para otros materiales. Estas jaulas podrían haber ayudado transportar moléculas complejas a la Tierra por primera vez, provocando el comienzo de la vida.

Saber más sobre los fullerenos también debería brindarnos información adicional sobre la forma en que se organiza la materia orgánica en todo el Universo, además de informar el desarrollo de diversas nanotecnologías que operan a las escalas más pequeñas posibles.

Todavía hay muchas preguntas sin respuesta sobre las lecturas que obtenemos del espacio y sobre cómo comenzó la vida aquí en la Tierra, pero estudios como este muestran que siempre obtenemos más respuestas, especialmente a medida que nuestra tecnología y las técnicas de análisis mejoran.

«Nuestro trabajo muestra claramente el gran potencial de la ciencia y la tecnología interdisciplinarias para lograr avances básicos en astrofísica y astroquímica». dice Gómez Muñoz.

La investigación ha sido publicada en Astronomía y Astrofísica.