por Mireya Etxaluze y Isabel Aleman *
17 Junio 2014

del Sitio Web Astromol
 

 

Descubierta la Presencia de la Especie OH+ en Torno a Estrellas Moribundas

* A través de Agencia SINC, hemos recibido un comentario en twitter de César Tomé (@EDocet) corrigiendo una cuestión de definiciones químicas.

 

Anteriormente el titular rezaba "Descubierta la presencia de la molécula OH+ en torno a estrellas moribundas". La corrección está relacionada con la palabra "molécula", y quien nos corrigió está en lo cierto: una molécula es, por definición, una entidad neutra compuesta por más de un átomo.

 

Nosotros hablamos de OH+, por tanto, cargado positivamente (en definitiva, un ión).

 

En astrofísica, al hablar de moléculas, pensamos directamente en una entidad formada por más de un átomo (sea catión, anión, o neutro), pero, siendo rigurosos, OH+ sería un ión molecular en lugar de una molécula.

 

La astrofísica tendrá que ir adaptándose para acercar sus definiciones hacia la química y ser más correctos.
 

 

 

 

Nebulosa de la Hélice.

Créditos: HST (Hubble Space Telescope).

 

Las investigaciones han desvelado que la especie OH+, esencial para la formación de agua, se encuentra presente en los ardientes restos de estrellas moribundas de tipo solar.

 

Dos trabajos han sacado a la luz este hallazgo, uno de ellos liderado por un miembro de ASTROMOL y llevado a cabo con datos del telescopio espacial Herschel (de la Agencia Espacial Europea, ESA).

 

 

Un trabajo liderado por científicos de ASTROMOL, con Mireya Etxaluze a la cabeza (Grupo de Astrofísica Molecular del  Instituto de Ciencia de Materiales (ICMM) del CSIC, España), ha descubierto la presencia de OH+ en la Nebulosa de la Hélice, la nebulosa planetaria más cercana a nuestro Sistema Solar, a una distancia de 700 años luz.

 

La estrella central de la Nebulosa de la Hélice tiene, aproximadamente, la mitad de la masa de nuestro Sol, y alcanza una temperatura de alrededor de 120.000° C.

 

Se sabe que las capas de material que la estrella expulsa, y que toman la apariencia de un ojo en las imágenes captadas en el rango óptico de la luz, contienen una rica variedad de moléculas.

 

Pero encontrar OH+ alrededor de las nebulosas planetarias ha sido una sorpresa inesperada: dos estudios independientes han identificado, por primera vez, la presencia de este ión, necesario para la formación de agua.

 

 

 

 

Cómo nace una nebulosa planetaria

 

Cuando estrellas de una masa entre baja y media, similares a nuestro Sol, llegan al final de sus vidas, suelen convertirse en densas enanas blancas, liberando polvo y gas al medio interestelar en forma de capas y creando un caleidoscopio de intrincados patrones conocidos como "nebulosas planetarias".1

 

Tal y como ocurre con las impresionantes explosiones de supernovas, provocadas por la muerte de estrellas más masivas, los cantos de cisne de las estrellas responsables del nacimiento de nebulosas planetarias también enriquecen el medio interestelar local con elementos a partir de los cuales surgirán las generaciones de estrellas posteriores.

 

Mientras que las supernovas son capaces de forjar los elementos más pesados, las nebulosas planetarias contienen una gran proporción de los elementos más ligeros, los denominados "elementos para la vida", como el carbono, el nitrógeno y el oxígeno.

 

Este proceso ocurre cuando la estrella central se hincha, transformándose en una gigante roja, volviéndose inestable y expulsando sus capas externas hacia el entorno que la rodea. Finalmente, el núcleo restante de la estrella se convierte en una ardiente enana blanca que emana radiación ultravioleta.

 

Esta intensa radiación destruye las moléculas que previamente habían sido expulsadas por la estrella, moléculas que se encuentran sujetas a los grumos o anillos de material vistos en la periferia de las nebulosas planetarias. Hasta hace poco se pensaba que los ambientes con alta radiación restringían la formación de nuevas moléculas.

 

Pero, en dos estudios diferentes, dos equipos de investigación han descubierto que la especie OH+, esencial para la formación de agua, parece decantarse por ambientes hostiles como este e, incluso, es posible que estos entornos sean necesarios para su formación.

 

En un estudio dirigido por Isabel Aleman, de la Universidad de Leiden (Países Bajos), se analizaron 11 nebulosas planetarias, pero sólo tres contenían OH+:

Aunque el trío tenía algo en común: que albergaban a las estrellas más calientes, con temperaturas superiores a 100.000° C.

"Creemos que una de las claves más importantes es la presencia de densos grumos de gas y polvo", afirma Aleman.

 

"La radiación ultravioleta emitida por la vieja estrella caliente, interactúa con los grumos, desencadenando reacciones químicas que provocan la formación de OH+."

 

 

 

El trabajo de ASTROMOL

 

El estudio dirigido por Mireya Etxaluze, miembro del equipo de ASTROMOL en el Grupo de Astrofísica Molecular del  Instituto de Ciencia de Materiales (ICMM) del CSIC (España), se ha centrado en la Nebulosa de la Hélice.

 

Según declara Etxaluze, el sondeo llevado a cabo con el satélite espacial Herschel, detectó que,

"las moléculas previamente expulsadas por la estrella en forma de CO, son destruidas por el potente campo de radiación en las regiones donde se forman los iones OH+. Los grumos más protegidos tienen una química diferente".

Para José Cernicharo, coordinador del grupo ASTROMOL,

"La interpretación de las observaciones ha requerido un esfuerzo coordinado multidisciplinar que solo el Consolider Astromol podría ofrecer".

Químicos, físicos y astrónomos han trabajado juntos para caracterizar los procesos químicos y físicos que dan lugar a OH+, especie clave para la formación del agua.

 

ASTROMOL ha coordinado cálculos de la interacción colisional de OH+ con H2 y H, analizado los niveles de energía vibracionales y electrónicos de OH+ y modelizando, en un contexto astrofísico, cómo esta especie puede formarse y emitir en esos objetos tan iluminados por el ultravioleta.

"La proximidad de la Nebulosa de la Hélice nos ofrece una gran oportunidad: tenemos un laboratorio natural a las puertas de nuestro vecindario cósmico para estudiar con más detalle la química de estos objetos y su papel en el reciclaje de las moléculas a través del medio interestelar", ha concluido Etxaluze.

 

Nebulosa de la Hélice observada en el rango óptico con el telescopio espacial Hubble.

La imagen de los contornos superpuestos, obtenida con el telescopio espacial Herschel

en el rango infrarrojo, traza la distribución de los granos de polvos a lo largo de los anillos.

El espectro obtenido por Herschel en la dirección de los anillos

está caracterizado por las líneas en emisión de las moléculas de CO y los iones OH+.

 

Créditos:

Imagen óptica - Telescopio Espacial Hubble Space Telescope (NASA/JPLCaltech);

imagen infrarroja - ESA/Herschel/SPIRE, publicada en Etxaluze et al. (2014);

espectro infrarrojo - ESA/Herschel/SPIRE-FTS/MESS, publicado en Etxaluze et al. (2014).

 

 

 

 

Notas

  1. Las nebulosas planetarias no tienen nada que ver con los planetas: el astrónomo William Herschel las denominó así a finales del siglo XVIII porque, a  través de su telescopio, parecían difusos objetos circulares.

     

  2. Al parecer existen dos nebulosas con el mismo nombre ("Little Gem"): NGC 6445 y NGC 6818. Si bien es cierto que la más conocida es NGC 6818, NGC 6445 apareció por error en el Sky Catalogue del año 2000 (Vol. 2) y, desde entonces, también se denomina así.

 

 

 

Más información

 

Artículos científicos

Ambos publicados en la revista Astronomy & Astrophysics con datos del sondeo HerPlaNS (Herschel planetary nebula survey) y MESS (Mass loss of Evolved StarS):

 

Enlaces

 

Contacto para prensa: