Figura 1: esquema de un grano de polvo. El núcleo (o core) del mismo esta formado por carbono y silicio, pero su envoltura está formada por hielos de moléculas simples, alguna de ellas orgánicas

Algunos astrónomos dicen haber incluso detectado la molécula de glicina (NH2CH2COOH), que constituye el aminoácido más simple y es esencial para la vida en la Tierra (recordar que los aminoácidos son los bloques constructores básicos de las proteínas).

La complejidad de las moléculas formadas durante esta etapa se incrementa hacia la zona interna del "hot core", donde las temperaturas y las densidades son mayores (ver Figura 2).

Figura 2: Representación esquemática de un "hot core". La temperatura y densidad del mismo aumentan hacia el centro, asi como también la complejidad de las moléculas formadas. En el interior se encuentra la estrella en formación.

El incremento en la temperatura del "hot core" no es el único factor que incide en la complejidad química de las regiones de formación estelar. En ocasiones, potentes "chorros de gas" (conocidos como "outflows moleculares") son eyectados por la estrella en formación e impactan en el MIE circundante, desencadenando nuevas reacciones químicas entre las moléculas del gas impactado. Esto da origen a nuevas y más complejas moléculas. En la Figura 3 se muestra una representación artística de un outflow molecular.

Figura 3: representación artística de un "outflow molecular". Potentes chorros de gas que emanan de la estrella central y que impactan en el medio circundante (regiones en azul). En estas regiones impactadas pueden darse las condiciones para la formación de moléculas organicas complejas.

¿Cómo detectar moléculas orgánicas en el MIE?

La mayoría de las moléculas en el MIE sufren diversos cambios o fenómenos, producidos por interacciones con otras moléculas o con la radiación presente en el medio; uno de estos fenómenos es la "rotación". Cuando una molécula choca contra otra molécula, o bien cuando interacciona con radiación, la molécula se "excita" para luego desexcitarse por medio de rotaciones. Al rotar, la molécula emite energía a frecuencias (o longitudes de onda) muy específicas conocidas como "lineas". Cada molécula emite líneas características que difieren de las emitidas por otras moléculas. En la Figura 4 se muestra un "espectro" en el cual se observan las líneas de varias moléculas orgánicas detectadas en el MIE. Como puede verse, una moléculas puede producir más de una línea. Por ejemplo, la molécula de metanol (CH3OH) emite (en el rango de frecuencias mostrado en la figura) unas 7 lineas, cada una de ellas asociadas a distintos tipos de rotación de la molécula (cuanto más compleja y asimétrica es la molécula, mayor cantidad de líneas emite la misma). Por otro lado, la molécula del dimetileter (CH3OCH3) emite sólo 2 líneas en el mismo rango. Es posible que dos (o más) lineas de distintas moléculas se encuentren en una misma frecuencia o en frecuencias muy cercanas, pero un análisis detallado y minucioso permite diferenciarlas.

Figura 4: ejemplo de un espectro obtenido en dirección a la región de formación estelar G29.96-0.02 (Beuther y col., 2007). Cada línea vertical roja representa una línea emitida por una molécula (indicada en letras negras en la parte superior).

Ahora bien, la energía producida por las rotaciones de las moléculas son tan bajas, que para detectar las líneas se necesitan instrumentos cuya superficies colectoras sean muy grandes, de manera de captar la mayor cantidad de energía posible. Estos instrumentos son los radiotelescopios, que son telescopios que observan en frecuencias (o longitudes de onda) muy distintas a las de los telescopios ópticos.

Existen numerosos radiotelescopios en el mundo, aunque no todos pueden observar líneas generadas por la rotación de las moléculas; sólo aquellos cuyos detectores sean capaces de observar energías a longitudes de onda del orden del milímetro (conocidos como radiotelescopios "milimétricos"). Algunos ejemplos de éstos son los telescopios APEX, ASTE y ALMA (este último que está formado por varios radiotelescopios funcionando como uno solo), los cuales se muestran en la Figura 5. Nuestro país contará en breve con el radiotelescopio milimétrico LLAMA, que será muy similar al telescopio APEX, y que podrá, entre otras cosas, detectar una gran cantidad de moléculas orgánicas. Esto posicionará ventajosamente a nuestro país en este campo de investigación tan interesante.

Figura 5: ejemplos de radiotelescopios milimétricos usados para la detección de moléculas orgánicas en el MIE.

Bibliografía

Sobre el autor

Nicolás es Doctor en Astronomía (FCAGLP-IAR-CONICET, 2010) y docente en la Cátedra de Física I, en la Facultad de Ingeniería (UNLP). Su tema de estudio durante su doctorado fue el gas molecular alrededor de estrellas Wolf Rayet galácticas y su director fue el Doctor Marcelo Arnal. Realizó un postdoctorado en Conicet entre 2010 y 2012, y entre 2012 y 2013 una pasantía postdoctoral en el Observatorio Nacional (Cerro Calan) de la Universidad de Chile, bajo la dirección del Profesor Leonardo Bronfman.

Entre 2014 al 2017 se desempeñó como investigador asistente del CONICET bajo la dirección de la Doctora Cristina Cappa. Desde Octubre de este año es investigador adjunto.

Su tema de estudio principal ha sido y es el medio interestelar en los alrededores de estrellas de gran masa en nuestra galaxia, los procesos de formacón estelar y cómo dichas estrellas influyen en estos procesos. Estudia también la formación de moléculas orgánicas en regiones de formación estelar.