Redacción

La materia entre las estrellas de una galaxia, el llamado medio interestelar, no solo consiste en gas, sino también en una gran cantidad de polvo. En algún momento, las estrellas y los planetas se originaron en ese entorno, porque las partículas de polvo pueden agruparse y fusionarse dando lugar a los cuerpos celestes. En estas partículas también tienen lugar importantes procesos químicos, de los que surgen complejas moléculas orgánicas – posiblemente incluso prebióticas -. Sin embargo, para que estos procesos sean posibles, tiene que haber agua.

En ambientes cósmicos particularmente fríos, el agua se presenta en forma de hielo. Hasta ahora, sin embargo, la conexión entre el hielo y el polvo en estas regiones del espacio no estaba clara. Un equipo de investigación de la Universidad Friedrich Schiller de Jena y del Instituto Max Planck de Astronomía ha demostrado que las partículas de polvo y el hielo están mezclados. Informan de sus hallazgos en la revista de investigación Nature Astronomy.

“Hasta ahora, no sabíamos si el hielo está físicamente separado del polvo o mezclado con partículas de polvo individuales”, explica el Dr. Alexey Potapov de la Universidad de Jena. “Comparamos los espectros de silicatos hechos en laboratorio, el hielo de agua y sus mezclas con los espectros astronómicos de las envolturas protoestelares y los discos protoplanetarios. Establecimos que los espectros son congruentes si el polvo de silicato y el hielo de agua están mezclados en estos ambientes”.

Los astrofísicos pueden obtener información valiosa a partir de estos datos. “Necesitamos comprender las diferentes condiciones físicas en los distintos entornos astronómicos, para mejorar la modelización de los procesos físico-químicos en el espacio”, dice Potapov. Este resultado permitiría a los investigadores estimar mejor la cantidad de material y hacer afirmaciones más precisas sobre las temperaturas en diferentes regiones de los medios interestelares y circunestelares.

Nubes de polvo y gas interestelar, aquí en la región “Cygnus-X” en la constelación del Cisne. (Foto: ESA/PACS/SPIRE/Martin Hennemann & Frédérique Motte, Laboratoire AIM Paris-Saclay, CEA/Irfu – CNRS/INSU – Univ. Paris Diderot, Francia)

A través de experimentos y comparaciones, los científicos de la Universidad de Jena también observaron lo que sucede con el agua cuando las temperaturas aumentan y el hielo abandona el cuerpo sólido al que está ligado y pasa a la fase gaseosa a unos 180 Kelvin (-93 grados centígrados).

“Algunas moléculas de agua están tan fuertemente ligadas al silicato que permanecen en la superficie o en el interior de las partículas de polvo”, dice Potapov. “Sospechamos que esa ‘agua atrapada’ también existe sobre o dentro de las partículas de polvo en el espacio. Al menos eso es lo que sugiere la comparación entre los espectros obtenidos de los experimentos de laboratorio y los de lo que se llama medio interestelar difuso. Encontramos claros indicios de que existen allí moléculas de agua atrapadas”.

La existencia de esa agua en estado sólido sugiere que también pueden estar presentes moléculas complejas en las partículas de polvo del medio interestelar difuso. Si el agua está presente en tales partículas, no hay un camino muy largo hasta las moléculas orgánicas complejas, por ejemplo. Esto se debe a que las partículas de polvo suelen estar compuestas de carbono, entre otras cosas, que, en combinación con el agua y bajo la influencia de la radiación ultravioleta como la que se encuentra en el medio ambiente, promueve la formación de metanol, por ejemplo. En estas regiones del medio interestelar ya se han observado compuestos orgánicos, pero hasta ahora no se sabe dónde se originaron.

La presencia de agua en estado sólido también puede responder a preguntas sobre otro elemento: aunque conocemos la cantidad de oxígeno en el medio interestelar, antes no teníamos información sobre dónde se encuentra exactamente alrededor de un tercio del mismo. Los nuevos resultados de la investigación sugieren que el agua en estado sólido de los silicatos es una reserva oculta de oxígeno.

Además, el “agua atrapada” puede ayudar a comprender cómo se acumula el polvo, ya que podría promover la unión de partículas más pequeñas para formar partículas más grandes. Este efecto puede incluso funcionar en la formación de planetas. “Si conseguimos probar que el “agua atrapada” existía – o podía existir – en los bloques de construcción de la Tierra, podría haber incluso nuevas respuestas a la pregunta de cómo llegó el agua a la Tierra”, dice Alexey Potapov. Pero hasta ahora, estas son solo suposiciones que los investigadores de Jena quieren seguir explorando en el futuro.