La observación de una molécula de carbono de cuatro anillos, llamada cianopireno, podría ayudar a revelar cómo se formó nuestro propio sistema solar.
El carbono es un elemento fundamental para la vida, tanto en la Tierra como, si es que existe, en otros lugares del cosmos. Además es el cuarto elemento más abundante en el Universo y debería haber mucho en el espacio, pero, sorprendentemente, no siempre es fácil encontrarlo.
Si bien se puede observar en muchos lugares, no alcanza el volumen que los astrónomos esperarían ver. Así que el descubrimiento de una nueva molécula compleja llamada 1-cianopireno, es buena noticia sobre dónde se encuentran los componentes básicos del carbono y cómo evolucionan.
Los astrónomos saben desde hace tiempo que ciertas estrellas ricas en carbono son fábricas de hollín que liberan grandes cantidades de pequeñas capas moleculares de carbono al medio interestelar. Sin embargo, los científicos creían que este tipo de moléculas ricas en carbono no podrían sobrevivir a las duras condiciones del espacio, sobre todo por las bajas temperaturas.
«Nuestra detección de 1-cianopireno nos brinda nueva información sobre el origen químico y el destino del carbono, el elemento más importante para la química compleja tanto en la Tierra como en el espacio», dijo Bryan Changala del Center for Astrophysics y coautor del artículo científico publicado en la revista Science.
La molécula de 1-cianopireno está formada por múltiples anillos de benceno fusionados. Pertenece a una clase de compuestos conocidos como hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs en Inglés), que anteriormente se creía se formaban sólo a altas temperaturas en regiones con mucha energía, como los entornos que rodean a las estrellas envejecidas. En la Tierra, los PHAs se encuentran en la combustión de combustibles fósiles y como marcas de carbonización en los alimentos a la parrilla.
Los astrónomos estudian los PHAs no solo para aprender sobre su ciclo de vida particular, sino para saber cómo interactúan con el medio interestelar (ISM en Inglés) y los cuerpos celestes que los rodean.
Pero ¿cómo los observamos? Se cree que los PHAs son responsables de bandas infrarrojas no identificadas en muchos objetos astronómicos. Estas bandas surgen de la fluorescencia infrarroja de las moléculas después de que absorben fotones ultravioleta (UV) de las estrellas. La intensidad de estas bandas revela que los PHAs podrían representar una fracción significativa del carbono en el ISM.
Sin embargo, las moléculas de 1-cianopireno recién observadas se encontraron en la Nube Molecular de Tauro-1 (TMC-1), una nube interestelar fría. Ubicada en la constelación de Tauro, TMC-1 aún no ha comenzado a formar estrellas y la temperatura es de sólo unos 10 grados por encima del cero absoluto.
“Estas son las moléculas más grandes que hemos encontrado en TMC-1 hasta la fecha. Este descubrimiento amplía los límites de nuestra comprensión de la complejidad de las moléculas que pueden existir en el espacio interestelar”, dijo el coautor Brett McGuire, profesor adjunto de Química en el MIT y astrónomo adjunto en el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO).
Los astrónomos utilizaron la antena de 100 metros de Green Bank, el radiotelescopio orientable más grande del mundo, para descubrir el 1-cianopireno. Cada molécula tiene un espectro rotacional único, como una huella dactilar, que permite su identificación. Sin embargo, su gran tamaño y la falta de un momento dipolar permanente pueden hacer que algunos PHAs sean difíciles (o incluso imposibles) de detectar. Así, la detección del cianopireno puede dar evidencia indirecta de la presencia de moléculas aún más grandes y complejas en futuras observaciones.
La identificación del espectro rotacional único del 1-cianopireno requirió del trabajo de un equipo científico interdisciplinario entre químicos sintéticos, espectroscopistas, astrónomos y modeladores.
Esta investigación combinó la experiencia de la astronomía y la química con mediciones y análisis realizados en el laboratorio de espectroscopia molecular.
La nube molecular de Tauro es una región con muchísimas protoestrellas de baja masa, similares a lo que fue el sistema solar hace 5 mil millones de años. Por eso cuando encontramos moléculas complejas basadas en carbono pensamos que son pequeños pasos para entender, literalmente, nuestros orígenes.
Más información:
https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-discover-new-building-blocks-complex-organic-matter
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