Pon un radical en tu nube oscura. Trilogía de L483 (Segunda parte)

Por Natalia Ruiz Zelmanovitch, el 26 junio, 2019. Categoría(s): Astronomía • Química
Así se ve la nube oscura L483 si no usamos radioastronomía. Crédito: NRAO/Gary Fuller.

 

Detección del radical NCO en el espacio

En la primera parte de esta serie hablábamos del azufre perdido en L483. Pero en los estudios llevados a cabo en esta nube oscura se han descubierto muchas más cosas. Entre ellas, la primera detección en el espacio del radical isocianato (NCO) con una abundancia significativa.

Estudiando las observaciones de L483 llevadas a cabo con el radiotelescopio IRAM 30m, se vio que había brillantes cadenas de carbono como C4H, que sugerían que la región podía albergar un entorno cálido favorable para la química de cadenas de carbono [1].

¿Por qué son importantes las cadenas de carbono? La mayoría de las moléculas observadas en el espacio se pueden formar solo con átomos de hidrógeno (H), carbono (C), nitrógeno (N) y oxígeno (O). Estos átomos son las piezas para construir moléculas orgánicas y prebióticas y, juntos, constituyen la columna vertebral del enlace peptídico que une dos aminoácidos y permite la construcción de proteínas largas. Por lo tanto, la observación de moléculas simples con el grupo C(=O)–N en el espacio puede proporcionar pistas importantes sobre los primeros pasos químicos en la síntesis de aminoácidos, considerados clave en todos los procesos biológicos.

El radical isocianato justamente consiste en una estructura C(=O)–N y por lo tanto es la molécula más simple que alberga el esquema base del enlace peptídico. Tiene mecanismos de formación eficientes pero, aunque se predice (por lo que nos dicen los modelos) que debe ser abundante en las nubes oscuras… su abundancia es pequeña, lo cual complica su detección. Además, tiene una baja polaridad (cuanto mayor es la polaridad, más intensas son las líneas de la molécula) [2] por lo que las líneas observadas son débiles. A esto hay que sumar el “ruido” (que dependerá del tiempo de observación y de la sensibilidad del instrumento).

Se suele utilizar la metáfora del campo de hierba que no deja ver las flores: nuestro campo de hierbas (el ruido) se irá reduciendo cuanto mayor sea la calidad y sensibilidad de nuestras observaciones, dejándonos distinguir las “flores”, que serían las líneas de las moléculas.

Los avances tecnológicos nos van permitiendo avanzar en este sentido. Se construyen detectores cada vez más sensibles, lo que hace que el ruido sea menor. Además, en este trabajo se ha llevado a cabo un sondeo profundo que ha permitido observar con más detalle, proporcionando muchos resultados inesperados (de los que seguiremos hablando en la tercera parte de esta trilogía, ¿qué os creíais, que os lo íbamos a contar tó de golpe? Pues no).

Cómo se forma el NCO

A la hora de hablar de “zonas” o regiones en un determinado entorno del espacio, hemos de tener claro que no hay una uniformidad en las condiciones que dan lugar a la química de estos lugares. De hecho, recientes observaciones llevadas a cabo con el interferómetro ALMA han demostrado una diferenciación química en L483, que tiene cadenas de carbono como C2H que trazan la envoltura, y compuestos orgánicos más complejos distribuidos alrededor de la protoestrella, es decir, en estas dos zonas están ocurriendo fenómenos físicos y químicos diferentes que dan lugar a una riqueza química distinta.

La detección de NCO (llevada a cabo con IRAM 30m) ha tenido lugar en la envoltura de la protoestrella de baja masa en L483, y con esta información se deduce que los procesos químicos para la formación de NCO son, principalmente, dos: uno es a partir de la reacción entre CN y O2 y otro sería por la recombinación del ión H2NCO+, que también ha sido detectado en este trabajo, respaldando por tanto la formación de NCO por esta vía.

Uno de los aspectos importantes de ir dando pasos en los descubrimientos de nuevas moléculas es que se van actualizado los modelos químicos, en este caso, los relacionados con NCO: teniendo en cuenta las incertidumbres en el modelo, las abundancias observadas se reproducen relativamente bien, lo cual nos indica que vamos por buen camino.

Pero aún queda mucho por estudiar. Pese a que el sondeo ha sido de una sensibilidad increíble, “El siguiente paso –afirma Nuria Marcelino, autora principal de este trabajo- sería llevar a cabo observaciones de NCO en fuentes que se encuentren en distintas etapas del proceso de formación de estrellas. Esto podría ayudarnos a comprender su papel en la química prebiótica del espacio”.

Con este sondeo –continúa– hemos puesto en evidencia la riqueza química de L483, descubriendo varias especies que antes no habían sido detectadas y confirmando otras que habían sido detectadas de forma tentativa. Finalmente, hemos podido ver las flores entre la hierba”.

Pero, ay amiguis, todavía quedan muchas flores por revelar. Veremos algunas de ellas en la siguiente parte de esta trilogía de L483.

 

Notas:

[1] Aparte de las cadenas de carbono, L483 también es rica en moléculas orgánicas portadoras de oxígeno como HCO, HCCO, H2CCO, CH3CHO, HCCCHO y c-C3H2O.

[2] La polaridad tiene que ver con la distribución de la carga eléctrica en la molécula. Cuanto más asimétrica es la distribución de la carga, más polar es la molécula. La principal implicación de esto es que, cuanto más polar es una molécula, más intensas son las líneas. Por lo tanto, en lo que respecta al NCO, la baja polaridad hace que las líneas sean débiles, lo que dificulta su detección.

Más información:

Este trabajo ha sido publicado en el artículo “Discovery of the elusive radical NCO and confirmation of H2NCO+ in space”, A&A 612, L10 (2018). Por N. Marcelino, M. Agúndez, J. Cernicharo (Instituto de Física Fundamental, CSIC), E. Roueff (Universidad de la Sorbona, Observatorio de París, CNRS) y M. Tafalla, (Observatorio Astronómico Nacional, IGN). Basado en observaciones llevadas a cabo con el radiotelescopio IRAM 30m.

Imagen: Así es como se ve la nube oscura L483 si no usamos la radioastronomía. Crédito: NRAO/Gary Fuller. https://www.cv.nrao.edu/~awootten/l483/l483.html



 

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