Mis misterios astroquímicos favoritos

Espacio profundo

El estudio de la composición y transformaciones de la materia que compone el universo está lleno de misterios por descubrir: desde cuál es el origen de las líneas espectroscópicas desconocidas a los distintos mecanismos de reacción que pueden dar lugar a especies muy complejas en el espacio interestelar. De todos ellos hay tres que a mi se me antojan fundamentales y que presento brevemente a continuación. Es una opinión personal, por lo que me encantará conocer la tuya.

#3 ¿Qué ocurre con la materia orgánica en los discos protoplanetarios?

Cotidianamente nos asaltan noticias de que se ha detectado tal o cual compuesto orgánico en una nube interestelar, desde fulerenos a aminoácidos. Estas noticias se suelen relacionar invariablemente con el origen de la vida soslayando una dificultad no menor. Si la vida surge en los planteas (en sentido amplio), ¿cómo llegan estas sustancias a ellos?

Nebulosa protoplanetraia

Los planetas, cometas y meteoritos se forman a partir de discos planetarios en los que las condiciones físicas y químicas en las que se formaron esos compuestos cambian radicalmente. En 2008 se observaron por primera vez agua y compuestos orgánicos sencillos (cianuro de hidrógeno, acetileno, dióxido de carbono) en un disco protoplanetario alrededor de AA Tauri y en 2011 grandes cantidades de agua alrededor de TW Hydrae. Entonces, ¿qué ocurre con las sustancias que se detectan en el medio interestelar cuando pasan a formar parte de un disco protoplanetario? ¿Desaparecen, se quedan igual, proliferan?

#2 ¿Dónde está el litio?

Los modelos existentes del Big Bang indican que poco tiempo después se crearon tres elementos, hidrógeno, helio y litio. Si esto es así, el litio debería ser más abundante en el universo de lo que es.

Nucleosíntesis primordial

Las observaciones de las estrellas más antiguas, formadas a partir de los materiales más parecidos a los del Big Bang, indican de 2 a 3 veces menos litio del que pronostican los modelos teóricos. Una posible explicación es que la falta de litio en estas estrellas podría deberse a que es destruido en el interior de ellas, ya que simplemente basta la colisión con un protón por encima de 2,4 millones de grados Celsius para que transmute en dos núcleos de helio (una estrella con la décima parte de la masa del Sol puede alcanzar los 4 millones en su núcleo). Pero ocurre que el litio es más abundante de lo que predice la teoría en las estrellas de última generación, o dicho de otra forma, estas estrellas parecen estar produciéndolo sin que sepamos realmente cómo.

Últimamente han aparecido indicios que apuntarían a que el litio podría estar “mezclado” en las estrellas antiguas y que no lo podemos observar bien, y teóricos que afirman que unas partículas subatómicas hipotéticas llamadas axiones habrían absorbido más protones de lo que se pensaba en el Big Bang. El hecho cierto es que no sabemos dónde está el litio que falta.

#1 ¿Qué es la materia oscura?

Este es el mayor misterio de todos para un astroquímico. Más del 80% de la materia del universo tiene una composición desconocida. Esta materia es invisible a los telescopios porque no interactúa con la radiación electromagnética (por eso se llama oscura) pero sus efectos gravitacionales son evidentes en la formación de estrellas y cúmulos galácticos, y pueden ser percibidos en la formación de lentes gravitacionales como las de la imagen.

Se especula con que en su composición entren partículas subatómicas que son diferentes de las que componen la materia que nos rodea, entre éstas estarían los axiones que mencionábamos más arriba, por lo que a la materia oscura a veces se la llama materia no bariónica.

Esta entrada es una participación de Experientia docet en la XV Edición del Carnaval de Química que organiza El cuaderno de Calpurnia Tate.