Moléculas nunca vistas en el espacio escondidas entre estrellas

Un equipo de investigadores descubrió un vasto depósito hasta ahora desconocido de nuevo material aromático en una nube molecular oscura y fría, detectando, por primera vez, moléculas individuales de hidrocarburos aromáticos policíclicos en el medio interestelar.

«Siempre pensamos que los hidrocarburos aromáticos policíclicos se formaban principalmente en la atmósfera de estrellas moribundas», dijo. Brett McGuire, profesor asistente de química en el Instituto de Tecnología de Massachusetts e investigador principal del proyecto Green Bank Telescope (GBT) Observaciones de TMC-1: Hunting Aromatic Molecules (GOTHAM), en un comunicado emitido por EurekAlert.

Por primera vez, según McGuire, estos hidrocarburos se encontraron “en nubes oscuras y frías, donde las estrellas ni siquiera han comenzado a formarse todavía“.

Ahora, los investigadores están comenzando a responder a un misterio científico de tres décadas: ¿cómo y dónde se forman estas moléculas en el espacio?

Las moléculas aromáticas y los HAP (hidrocarburos aromáticos policíclicos) son bien conocidos por los científicos. Las moléculas aromáticas existen en la composición química de los seres humanos y otros animales y se encuentran en comida y medicina.

Asimismo, los HAP son contaminantes que se forman a partir de la quema de muchos combustibles fósiles y se encuentran entre los carcinógenos que se forman cuando las verduras y la carne se carbonizan a altas temperaturas.

«Se cree que los hidrocarburos aromáticos policíclicos contienen hasta un 25% del carbono del Universo», dijo McGuire. «Ahora, por primera vez, tenemos una ventana directa a su química que nos permitirá estudiar en detalle cómo este enorme depósito de carbono reacciona y evoluciona a través del proceso de formación de estrellas y planetas».

Los científicos han sospechado la presencia de HAP en el espacio desde la década de 1980, pero el nuevo estudio proporciona la primera prueba definitiva de su existencia en nubes moleculares.

Para investigar las esquivas moléculas, el equipo se centró en Nube molecular de Tauro (TMC-1), una gran nube pre-estelar de polvo y gas ubicada a unos 450 años luz de la Tierra que colapsó sobre sí misma para formar estrellas, y lo que encontraron fue sorprendente.

«A partir de décadas de modelos anteriores, creíamos que teníamos un conocimiento bastante bueno de la química de las nubes moleculares», dijo el astroquímico. Michael McCarthy. “Lo que muestran estas nuevas observaciones astronómicas es que estas moléculas no solo están presentes en las nubes moleculares, sino en cantidades que son mayor magnitud de lo que predicen los modelos estándar.

“Durante los últimos 30 años más o menos, los científicos han estado buscando el marcador de la masa de estas moléculas en nuestra galaxia y otras galaxias en el infrarrojo, pero no hemos podido ver qué moléculas individuales componían esa masa. Con la adición de la radioastronomía, en lugar de ver esta gran masa que no podemos distinguir, estamos viendo moléculas. individual“Dijo McGuire.

Para su sorpresa, el equipo descubrió no solo una nueva molécula oculta en TMC-1, sino también 1-cianonaftaleno, 1-ciano-ciclopentadieno, HC11N, 2-cianonaftaleno, vinilcianoacetileno, 2-ciano-ciclopentadieno, benzonitrilo, trans- (E ) -cianovinilacetileno, HC4NC y propargilcianuro, entre otros.

“Hace 50 años, recolectamos moléculas pequeñas y ahora descubrimos que hay una puerta trasera. Cuando abrimos esa puerta y miramos, encontramos este almacén gigante de moléculas y química que no esperábamos ”, dijo McGuire.

«Nos topamos con un nuevo conjunto de moléculas, diferente a todo lo que pudimos detectar anteriormente, y eso cambiará por completo nuestra comprensión de cómo estas moléculas interactúan entre sí», dijo McGuire.

“Cuando estas moléculas son lo suficientemente grandes como para ser semillas de polvo interestelar, tienen la posibilidad de afectar la composición de los asteroides, cometas y planetas, las superficies sobre las que se forma el hielo y tal vez, a su vez, incluso lugares donde se forman los planetas dentro de los sistemas estelares ”, continuó.

Antes del lanzamiento de GOTHAM en 2018, los científicos catalogaron 200 moléculas individuales en el medio interestelar de la Vía Láctea. Estos nuevos descubrimientos han llevado al equipo a preguntarse qué más hay ahí fuera.

Este estudio fue publicado este mes en la revista científica Ciencias.