Investigadores mexicanos tras la misteriosa emisión cósmica infrarroja no identificada

José Pichel Andrés/DICYT

Investigadores mexicanos que trabajan en Europa han dado un paso decisivo para averiguar el origen de una misteriosa luz infrarroja que procede de galaxias ricas en polvo. El modelo que han desarrollado, publicado en la revista Physical Review Letters, consolida la hipótesis de que esta emisión está producida por hidrocarburos con defectos estructurales y ayuda a entender la evolución de la materia visible en el Universo y por ende su implicación en la formación de las estrellas, los planetas e incluso el origen de la vida.

La emisión infrarroja no identificada es un fenómeno universal de las galaxias ricas en polvo donde se están formando estrellas. Este polvo hecho de hidrocarburos se forma a partir de la explosión de las estrellas en su etapa final de vida, por ejemplo, las nebulosas protoplanetarias o supernovas. El fenómeno comienza con la absorción de la luz de estrellas por el polvo el cual la «re-emite» en longitudes de onda infrarroja. Esta “re-emisión” de luz infrarroja no es constante, sino que presenta una serie de bandas o picos que los científicos no han sabido explicar.

Conocer la composición química del polvo que lo produce es necesario para saber, por ejemplo, los ingredientes de los planetas que se forman fuera del Sistema Solar, conocidos como exoplanetas. Dado que la vida en la Tierra se basa en el carbono, es posible que este polvo pueda ser precursor de moléculas biológicas en los exoplanetas. Por eso muchos investigadores intentan descifrar las sustancias químicas que producen los picos del espectro infrarrojo del espacio. Ya en la década de 1980 los investigadores los atribuyeron a moléculas conocidas como hidrocarburos aromáticos policíclicos, formadas por átomos de hidrógeno y carbono. Sin embargo, este modelo no explica del todo el fenómeno que se observa.

Tras esta reciente publicación de Héctor Álvaro Galué, de la Universidad Libre de Ámsterdam (Países Bajos), y Grisell Díaz Leines, de la Universidad Ruhr de Bochum (Alemania) está más cerca de resolverse el misterio. Galué ya propuso hace años que estas moléculas podrían tener defectos estructurales que se producen cuando absorben la luz de las estrellas. Ahora, a través de varias técnicas teóricas demuestran que estos defectos hacen que los electrones deslocalizados de las moléculas se redistribuyan. Este efecto cambia los picos de emisión y explica por qué se registran tal y como lo hacen.

Los investigadores mexicanos ofrecen así un marco que “proporciona elementos suficientes para definir la estructura química más plausible de los materiales emisores”, afirma Galué en declaraciones a DiCYT. En este sentido, “el trabajo da un paso crucial hacia la resolución de este fenómeno cósmico”.

Implicaciones y aplicaciones

“El polvo estelar es el material del que están hechas las estrellas y planetas. Por lo tanto, nuestro trabajo tiene implicaciones en las teorías de formación estelar y de planetas”, comenta el investigador. De particular importancia es la supervivencia de estos compuestos orgánicos durante la formación planetaria, ya que “están considerados como la materia primogénita que dio lugar a las moléculas prebióticas que eventualmente se ensamblaron dando origen a la vida”.

Además, los científicos consideran que estos resultados tienen ramificaciones importantes no solo en estudios astronómicos del medio interestelar y del origen de la vida, sino también en aplicaciones como la petroquímica o la ciencia de materiales e ingeniería.

“En el trabajo hemos definido ciertos conceptos físicos fundamentales en el estudio del fenómeno de las bandas de emisión infrarroja que queremos consolidar en publicaciones futuras”, comenta el investigador. A partir de aquí, “analizaremos estudios espectrales de datos ya existentes y también efectuaremos nuevos cálculos de química cuántica”, agrega.

	Referencia bibliográfica
	Héctor Álvaro Galué and Grisell Díaz Leines. Origin of Spectral Band Patterns in the Cosmic Unidentified Infrared Emission. Phys. Rev. Lett. 119, 171102 – Published 23 October 2017. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.171102