Las moléculas más complejas del universo

Las moléculas más complejas del universo
Investigadores del IAC confirman la posible existencia de grandes moléculas de fullerenos
en el universo, las más complejas encontradas hasta el momento.
El hallazgo, que también aporta nuevas claves para desentrañar uno de los fenómenos
más enigmáticos en astrofísica, las bandas difusas interestelares, se acaba de publicar
en Astronomy and Astrophysics Letters.
25 de enero, 2013.- Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) han
hallado evidencia de que la presencia de “cebollas de carbono” y otras grandes moléculas
derivadas de los fullerenos (una forma de carbono) podría ser generalizada en el espacio.
Se trata de las moléculas más complejas observadas hasta el momento y su hallazgo tiene
importantes implicaciones para entender la físico-química circunestelar e interestelar, así
como los procesos moleculares en los últimos estados de la evolución estelar.
El estudio, que combina observaciones astronómicas y física teórica, ha encontrado estas
moléculas complejas en el entorno de dos nebulosas planetarias ricas en el fullereno más
común (C60), lo que apunta a que su presencia puede ser más abundante de lo que se
pensaba: “Las nebulosas planetarias [estrellas de masa baja en la etapa final de sus vidas]
producen moléculas orgánicas que posteriormente expulsan al espacio, por lo que son
fundamentales para comprender los procesos moleculares del medio interestelar en el que
se forman estrellas y planetas y entender los procesos de formación de moléculas
precursoras de la vida”, explica Aníbal García-Hernández, principal autor del artículo.
Los científicos habían especulado en el pasado con la idea de que los fullerenos, que
pueden actuar como jaulas para otras moléculas y átomos, podrían haber llevado
sustancias hasta la Tierra que habrían impulsado el comienzo de la vida. Las evidencias
de esta teoría proceden del hecho de que los fullerenos C60 han sido encontrados en
meteoritos portando gases extraterrestres. Sin embargo, “todo esto son especulaciones”,
aclara García-Hernández.
El trabajo aporta también nuevas claves para entender el origen y composición de las
bandas difusas interestelares (DIBs), uno de los fenómenos más enigmáticos en
astrofísica. Dispersas por todo el espacio, las moléculas responsables de estas bandas
atrapan parte de la luz visible emitida por las estrellas, que llega a nosotros amortiguada.
Al estudiar el espectro óptico de las dos nebulosas planetarias, los investigadores
encontraron que dos de las DIBs conocidas se mostraban especialmente intensas y que
aparecía una nueva banda no conocida hasta el momento.
Estas observaciones concuerdan con estudios teóricos previos sobre fullerenos grandes y
complejos (cebollas de carbono o fullerenos multicapa como C60@C240 y C60@C240@C540)
y su hipotético comportamiento en el espacio: “estos fullerenos tan complejos no se
pueden estudiar en el laboratorio con las técnicas actuales, por lo que nos hemos basado
en cálculos teóricos disponibles en la literatura y los hemos combinado con las
observaciones astronómicas. Y la evidencia concuerda”, explica García-Hernández. “Los
fullerenos en sus diversas manifestaciones (cebollas de carbono, cúmulos de fullerenos, o
incluso especies complejas formadas por fullerenos y otras moléculas como hidrocarburos
o átomos) podrían tener la clave para resolver el misterio de los DIBs”, apostilla.
“El siguiente paso es caracterizar todas las DIBs de estas nebulosas planetarias, así como
sintetizar y caracterizar nuevas moléculas basadas en fullerenos y compararlas con los
datos astronómicos”, añade Jairo Díaz-Luis, cofirmante del estudio. “Desentrañar el
secreto de las DIBs nos permitiría entender de qué está compuesto el medio interestelar
en todos los rincones del Universo”, concluye.
Bandas difusas interestelares
Descubiertas hace 90 años, las bandas difusas interestelares están presentes en todas las
direcciones del espacio (se conocen más de 400), son más intensas en aquellas zonas
con abundante polvo interestelar y se caracterizan por atrapar parte de la luz visible
emitida por las estrellas. De hecho, sabemos que existen porque, al observar el espectro
lumínico visible emitido por una estrella, se detecta que ciertas longitudes de onda nos
llegan amortiguadas. Los investigadores deducen entonces que algo se interpone entre la
estrella y nosotros: las bandas difusas, llamadas así porque generan unas bandas de
absorción características en las espetrografía de la estrella (algo así como su huella
dactilar).
Los investigadores sólo pueden estudiar las DIBs y su composición de forma indirecta:
suponiendo, en función de experimentos de laboratorio y cálculos teóricos, qué clase de
moléculas podrían atrapar la luz de esa forma determinada. Desde hace un tiempo se
sospechaba que podrían estar generadas por moléculas basadas en carbono. Las
observaciones del IAC confirman esta teoría y apuntan además a una clase especial de
molécula de carbono, los fullerenos complejos (cebollas de carbono o fullerenos
multicapa).Los resultados se presentarán además en el próximo congreso de la Unión
Astronómica Internacional sobre las bandas difusas interestelares, que se celebra en
Holanda el próximo mes de mayo.
Imagen: Composición artística de los fullerenos complejos (cebollas de carbono o
fullerenos multicapa como C60@C240 y C60@C240@C540) producidos por una nebulosa
planetaria y expulsados al medio interestelar. La conexión entre estas moléculas y algunas
bandas difusas interestelares sugiere que estas grandes moléculas de fullerenos y sus
derivados podrían ser comunes en el espacio y podrían tener la clave para resolver el
misterio de las bandas difusas interestelares.
Créditos de la imagen: Gabriel Pérez Díaz, Instituto de Astrofísica de Canarias (Servicio
MultiMedia). Imagen original de la nebulosa NGC 7822 (José Francisco Hernández
Cabrera - IAC).
Artículo científico: “Diffuse interstellar bands in fullerene planetary nebulae: the fullerenes
diffuse interstellar bands connection”, D. A. García-Hernández, J. J. Díaz-Luis. 2013, A&A,
550, L6.
Para más información: Domingo Aníbal García Hernández, investigador del IAC.
agarcia@iac.es / 922605375-666835864.