quimica

La detección de fullerenos y grafeno alrededor de estrellas viejas con masas iniciales como nuestro Sol indica que estas moléculas complejas son mucho más comunes y abundantes en el espacio de lo que se creía originalmente. Quizás esto indicaría que los procesos físicos básicos para originar vida podrían ser más comunes de lo que creíamos, lo que sugiere que podría crearse vida en cualquier partedel Universo.

El rol de las estrellas AGB

La mayoría de las estrellas del Universo (es decir todas aquellas con una masa inferior a ocho masas solares; M¤), sufren una intensa fase de pérdida de masa cuando se encuentran en la llamada rama asintótica de las gigantes (AGB, de Asymptotic Giant Branch). Este “adelgazamiento” estelar ocurre justo antes de que formen nebulosas planetarias yacaben sus vidas como enanas blancas. El Sol pasará por estas mismas etapas evolutivas en unos 5.000 millones de años.

La intensa pérdida de masa que las estrellas experimentan en la fase AGB enriquece el espacio interestelar con los nuevos elementos creados. En esta fase se generan moléculas en estado gaseoso y compuestos inorgánicos en estado sólido. En el medio circunestelar de estrellas que seencuentran en la etapa de transición entre las estrellas AGB y las nebulosas planetarias, se han observado una gran variedad de especies orgánicas. Entender esta fase de la evolución estelar es crucial para comprender la evolución química de una galaxia, puesto que estos materiales formarán las nuevas generaciones de estrellas y planetas.

¿Por qué estudiar el entorno circunestelar alrededor deestrellas evolucionando de la fase AGB al estado de nebulosa planetaria y no en otros lugares del Cosmos? Por sus características ventajosas: las bien determinadas condiciones físicas (densidad, temperatura), la simplicidad del sistema (una única fuente de energía con una geometría simple) y las cortas escalas temporales de los procesos químicos, que están definidos por escalas temporalesdinámicas (entre 100 y 10.000 años desde la fase AGB al estado de nebulosa planetaria). Esto las diferencia de otros entornos astrofísicos muy complejos, por ejemplo el medio interestelar difuso, los discos proto-planetarios, las nebulosas de reflexión y las galaxias; y convierte a estos entornos circunestelares en lo más parecido a un laboratorio terrestre en el espacio. En él las restriccionesobservacionales ponen a prueba cualquier modelo físico-químico que pretenda explicar la formación de moléculas orgánicas complejas y compuestos de estado sólido.

Fullerenos, grafeno y otros actores de la vida

La presencia de fullerenos en el espacio puede explicar ciertos enigmas astronómicos como el origen de una intensa banda de absorción ultravioleta (UV) a 217 nm o las denominadas bandas difusasinterestelares. Las bandas difusas interestelares se observan en todas las direcciones del Universo y su intensidad está relacionada con la extinción interestelar causada por la presencia de materia (gas y polvo) entre el objeto emisor de la radiación y el observador. La detección generalizada de este tipo de bandas indica que las moléculas responsables de su aparición deben ser muy abundantes yresistentes. Este es el caso de los fullerenos y otras estructuras químicas relacionadas con ellos: son tan resistentes que pueden sobrevivir indefinidamente en el espacio.

Los fullerenos C60 y C70 se han encontrado alrededor de nebulosas planetarias de nuestra galaxia acompañados de grandes cantidades de hidrógeno. Estas observaciones han cambiado nuestra comprensión de la formación de moléculasorgánicas complejas fuera de nuestro planeta, pues contradicen muchas consideraciones teóricas y resultados experimentales de laboratorio que defienden que los fullerenos se forman de manera muy eficiente en ausencia de hidrógeno. Las recientes detecciones de los fullerenos C60 y C70 en nebulosas planetarias de otras galaxias cercanas, la distancia a las cuales se conoce con gran exactitud, ha...