Los “revolucionarios” resultados de Herschel en el estudio de la química del cosmos se presentaron esta semana en Toledo

An artist’s impression showing a galaxy with a molecular outflow
3 junio 2011

Científicos de todo el mundo analizaron esta semana en Toledo los últimos resultados científicos del telescopio Herschel de la Agencia Espacial Europea (ESA). El congreso ‘El Universo Molecular’ se celebró en la Real Fábrica de Armas de Toledo y contó con la presencia de más de 440 investigadores.

La reuniones del congreso se dividieron por temas de debate: formación estelar, objetos del sistema solar, estrellas evolucionadas, formación estelar y moléculas complejas, procesos básicos moleculares, discos protoplanetarios, astroquímica extragaláctica, los exoplanetas y sus atmósferas, herramientas de análisis y bases de datos, nubes difusas y regiones de disociación molecular por radiación.

"Estamos hechos de la misma materia que vemos en la formación de estrellas y planetas", dice Göran Pilbratt, jefe científico del telescopio Herschel, de la Agencia Espacial Europea (ESA). Herschel, el mayor telescopio jamás lanzado al espacio, está resultando una herramienta revolucionaria para el estudio de la química del cosmos. La astroquímica es un área de investigación en auge y constituye el tema central del congreso ‘El Universo Molecular’, que se celebra esta semana en Toledo y donde se presentan los principales resultados de Herschel.

El espacio entre las estrellas es en realidad un gigantesco laboratorio donde –según se ha descubierto en los últimos años- tienen lugar muchas reacciones químicas. Para empezar, la inmensa mayoría de los elementos químicos han sido sintetizados en las reacciones nucleares en el interior de las estrellas –la excepción son unos pocos elementos formados directamente en el big bang en que se originó el universo-. Una vez sintetizados en el corazón estelar los elementos químicos son expulsados al espacio, donde reaccionan y dan lugar a numerosos compuestos.

La última década ha sido crucial en la investigación de lo que ocurre en los laboratorios cósmicos. Por primera vez han sido lanzados al espacio telescopios capaces de detectar muy diversas moléculas. Hasta finales de los años noventa habían sido los radiotelescopios, basados en tierra, los que detectaban moléculas; pero se trataba sólo de moléculas en fase gaseosa. El lanzamiento de telescopios infrarrojos amplió enormemente el panorama de la astroquímica. El pionero fue el telescopio infrarrojo ISO, también de la ESA y precursor de Herschel; ISO fue el primero capaz de detectar en el espacio moléculas en fase sólida. Herschel completa el panorama cubriendo por primera vez todo el infrarrojo lejano.

En total se han identificado ya más de 160 especies moleculares en el espacio. Desde compuestos de carbono complejos, como los que constituyen los ladrillos de los seres vivos, a silicatos cristalinos –que en la Tierra forman la simple arena de playa-, uno de los hallazgos cruciales es que muchos de los ingredientes básicos para la vida y para la formación de planetas se sintetizan en el espacio interestelar.

La química de la formación estelar

Artist impression of the Herschel spacecraft
Herschel under discussion

“La Astroquímica no había tenido a su disposición un instrumento como Herschel hasta ahora, cubriendo por primera vez el infrarrojo lejano y proporcionado la pieza que faltaba en el puzzle”, explica Pilbratt. “El rango óptico nos habla del presente en la vida de una estrella; los rayos X nos hablan de la muerte de la estrella; el rango infrarrojo, por primera vez, aporta información sobre el futuro, pues nos habla del proceso de formación de esa estrella, de lo que ocurre antes de que se forme”.

“Una de las preguntas que queremos responder en la investigación de la química del cosmos es ¿por qué se forman estrellas en algunas nubes moleculares y en otras no”, prosigue Pilbratt. “Con Herschel podemos observar materia muy fría, la materia de que están hechas las nubes donde se forman las estrellas. Hemos observado que esta materia forma filamentos: con Herschel hemos caracterizado esos filamentos y aportado información sobre cómo son las zonas donde se forman estrellas”.

Agua en el espacio

Otro de los resultados más importantes de Herschel tiene que ver con la búsqueda de agua en el espacio. Herschel ha detectado, entre otras, todas las moléculas que participan en la formación del vapor de agua. Además, como explica José Cernicharo, del Centro de Astrobiología (CAB) y "mission scientist" de Herschel, con este telescopio “se puede estudiar por primera vez la estructura cinemática del gas alrededor de las estrellas en formación, y discriminar los procesos que determinan la masa de la nueva estrella”. Se sabe que el agua cumple un papel importante en las primeras etapas de formación de las estrellas.

En el congreso en Toledo se ha presentado la última sorpresa relacionada con el vapor de agua. HIFI, el espectrómetro infrarrojo de alta resolución y uno de los tres instrumentos de Herschel, ha detectado grandes cantidades de vapor de agua en una estrella joven de tipo solar, localizada a 750 años luz; en concreto, el vapor de agua está en los fuertes “vientos” o “chorros” de gas molecular que expele la estrella. Herschel ha constatado no sólo que hay vapor agua en estos chorros, sino que la velocidad a que este gas se aleja de la estrella es muy alta.

Para Cernicharo, “Herschel está mostrando un aspecto de la química interestelar que hasta ahora permanecía oculta y que va a tener una gran repercusión en nuestra comprensión de la evolución y complejidad química del gas en nuestra galaxia”.

Nota:

El Centro científico de Herschel está ubicado en ESAC, el centro Europeo de Astronomía Espacial, en Villanueva de la Cañada, cerca de Madrid. Su principal objetivo es garantizar el máximo impacto y productividad científica de la misión Herschel, dando soporte a la comunidad científica en el acceso y análisis de los datos del telescopio.

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