Vapores metálicos encontrados en el espacio, donde no deberían existir

Espacio

Con información de ESO – 20/05/2021

Espectro de luz del cometa C / 2016 R2 (PANSTARRS) superpuesto a una imagen real del cometa, obtenida con el telescopio SPECULOOS. Cada pico blanco del espectro representa un elemento diferente, con los del hierro y el níquel marcados con líneas azules y naranjas, respectivamente.
[Imagem: ESO/L. Calada, SPECULOOS Team/E. Jehin, Manfroid et al.]

Metales pesados ​​en astronomía

Los astrónomos belgas han descubierto que hay hierro y níquel en las atmósferas de los cometas del Sistema Solar, incluso los que están lejos del Sol, en ambientes extremadamente fríos. Y un equipo polaco, trabajando de forma independiente, anunció que también hay vapor de níquel en el helado cometa interestelar 2I / Borisov.

Esta es la primera vez que los “metales pesados”, típicamente asociados con ambientes lo suficientemente cálidos como para hacer que los metales se evaporen, se encuentran en estos ambientes fríos, lejos de las estrellas.

El término “metales pesados” tiene un significado en astronomía que difiere del que se usa comúnmente para referirse a los metales que causan enfermedades o contaminan el medio ambiente en la Tierra. Minutos después del Big Bang, solo se produjeron los elementos químicos hidrógeno y helio. Los astrónomos llaman a todo lo demás “metales” y, al ser elementos cada vez más pesados, aparecen “metales pesados”, que solo se formaron mucho más tarde, en el interior de las estrellas. Cuando explotan, las estrellas expulsan este material al medio interestelar, de tal manera que las nuevas estrellas tienen un contenido creciente de estos elementos.

“Fue bastante sorprendente detectar hierro y níquel en la atmósfera de todos los cometas que hemos observado en las últimas dos décadas, unos 20 objetos, e incluso algunos que se encuentran en el entorno del espacio frío más alejado del Sol”, dijo Jean Manfroid. , de la Universidad de Lige, Bélgica, quien dirigió el estudio de los cometas.

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Los dos conjuntos de datos, recolectados con el telescopio VLT en Chile, se sumarán a otros que han cuestionado los modelos aceptados hoy por la ciencia sobre la formación de elementos químicos y estrellas – otro estudio reciente encontró plutnio de origen extraterrestre en la parte inferior del Océano Pacífico.

Hierro y níquel en cometas

Los astrónomos ya sabían de la existencia de metales pesados ​​en el interior rocoso y polvoriento de los cometas. Pero, dado que los metales sólidos no se subliman a bajas temperaturas, es decir, no se vuelven gaseosos, no se esperaba que se encontraran en las atmósferas de los cometas fríos, que viajan mucho más allá del sol.

Ya se han detectado vapores de níquel y hierro en cometas observados a más de 480 millones de kilómetros del Sol, lo que corresponde a más de tres veces la distancia Tierra-Sol.

El equipo belga descubrió hierro y níquel en las atmósferas de los cometas en cantidades aproximadamente iguales. El material de nuestro Sistema Solar, por ejemplo, el que se encuentra en el Sol y los meteoritos, contiene normalmente unas diez veces más hierro que níquel.

Por lo tanto, este nuevo resultado tiene implicaciones para nuestra comprensión del Sistema Solar primordial, aunque el equipo todavía está estudiando todas las implicaciones de estos nuevos datos.

“Los cometas se formaron hace unos 4.600 millones de años en un Sistema Solar muy joven, sin haber cambiado desde ese momento. En ese sentido, son solo como fósiles para los astrónomos”, explicó Emmanuel Jehin, coautor de este estudio.

La razón por la que ahora se han identificado estos elementos pesados ​​es porque existen en cantidades muy pequeñas: el equipo estima que por cada 100 kg de agua en la atmósfera de los cometas, hay solo 1 g de hierro y aproximadamente la misma cantidad de níquel.

Metales pesados ​​interestelares

El equipo polaco descubrió que los elementos pesados ​​también están presentes en la atmósfera del cometa interestelar 2I / Borisov, el primer cometa alienígena en visitar nuestro Sistema Solar.

Cuando pasó cerca de nosotros, hace aproximadamente un año y medio, el equipo descubrió que la atmósfera fría del 2I / Borisov contiene gas níquel. 2I / Borisov se observó cuando estaba a unos 300 millones de km del Sol, es decir, aproximadamente el doble de la distancia Tierra-Sol.

“¡Inicialmente, no queríamos creer en la presencia de níquel atómico en 2I / Borisov, tan lejos del sol! Tuvimos que realizar numerosas pruebas y muchos controles para finalmente convencernos de que era así”, dijo Piotr Guzik, de la Universidad Jagiellonian, en Polonia.

Los descubrimientos son sorprendentes porque, antes de los dos trabajos publicados hoy, los gases con átomos de elementos pesados ​​solo se habían observado en medios calientes, como en las atmósferas de exoplanetas ultracalientes y en cometas en evaporación que pasan muy cerca del Sol.

Bibliografía:

Artículo: Átomos de hierro y níquel en atmósferas cometarias incluso lejos del Sol
Autores: J. Manfroid, D. Hutsemkers, E. Jehin
Revista: Nature
Vol.: 593, páginas 372-374
DOI: 10.1038 / s41586-021-03435-0

Artículo: Níquel atómico gaseoso en la coma del cometa interestelar 2I / Borisov
Autores: Piotr Guzik, Michal Drahus
Revista: Nature
Vol.: 593, páginas 375-378
DOI: 10.1038 / s41586-021-03485-4

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