Química Interestel·lar

1998/02/01 Ugalde, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Kimika

El desenvolupament de l'univers i els seus objectes sempre ha estat fascinant. Pel que sembla, a. C. L'any 450 Leucip va declarar que l'univers estava compost exclusivament per estrelles i planetes; a. C. Cap a l'any 384, Aristòtil va publicar la teoria de la quinta essència. Van ser els primers passos de la polèmica sobre la composició de l'univers, i va ser llarga la polèmica que en 1887 Michelson i Morley, a través d'experiments concrets, van dir que la quinta essència o l'èter no existia, segons la denominació de l'època. Es va reprendre llavors la teoria de Leuzipo.

Pocs anys després, Millikan i Hess van tornar a modificar la hipòtesi fins llavors: van descobrir una radiació composta principalment per protons, la qual cosa ens va demostrar que l'espai entre planetes i estrelles no està buit. Avui dia coneixem molts objectes interestel·lars, alguns d'ells veritablement exòtics: forats negres, pulmales, cuasares, etc. Moltes d'elles, a més, han tingut el seu origen en les últimes teories cosmològiques. Un d'aquests objectes és especialment interessant, ja que el seu origen és bastant conegut, però la seva evolució és molt confusa: parlem de núvols de gas interestel·lar. Aquests objectes són dipòsits gegants de gas i pols abundants en les estrelles, en els quals es produeixen reaccions de síntesis de moltes espècies moleculars desconegudes en el nostre planeta.

Investigar com es produeixen les molècules en les estrelles és una tasca difícil i excitant per a la ciència actual. Gràcies a l'espectroscopía de microones i ràdio, en aquests núvols s'han pogut distingir centenars d'espècies químiques especials. Els núvols són bastant compactes, ja que de no ser així, la radiació de les estrelles fotodisociaría, és a dir, les molècules d'aquests núvols. Això ens fa pensar que, a pesar que les baixes temperatures i densitats existents en els núvols estel·lars són condicions inadequades per a la síntesi molecular, aquesta és l'única opció, ja que, sintetitzat en cap altra part, la radiació dissociaria cap als núvols. En aquest sentit, es creu que els núvols interestel·lars són vivers de molècules i l'estudi de la formació de les molècules en elles és un exercici apassionant per a la química, ja que difícilment en el laboratori es poden reproduir les condicions d'aquest entorn tan particular.

No obstant això, en l'actualitat, utilitzant els programes d'ordinador i informàtica adequats, podem simular en l'ordinador les condicions dels núvols compactes i per tant predir el desenvolupament de les espècies químiques presents en elles. Igual que en altres àmbits, la química interestel·lar s'ha convertit en una eina imprescindible. És més, en aquest camp gairebé l'única opció és la química computacional, ja que la densitat d'aquests ^{núvols (10 2} -10 ^{7 partícules/cm-} 3) i les baixes temperatures (7-20 K) són pràcticament impossibles de produir en laboratori.

Les modernes teories sobre els nuclis d'elements i àtoms han fet possible preveure l'abundància d'elements presents en els núvols interestel·lars i comprendre la formació d'aquests elements.

Els ions pesats més abundants són el carboni, nitrogen i oxigen monopositivos entre les estrelles, amb una concentració de deu mil de l'hidrogen. Cal tenir en compte que l'hidrogen és l'element més abundant de l'univers. D'altra banda, si atenem l'escala d'abundància, el fòsfor monopositivo és cent milions de vegades menor que l'hidrogen en les estrelles, per la qual cosa és molt difícil trobar molècules que continguin fòsfor en aquest mitjà. No obstant això, en 1987 es va detectar el primer d'ells i en 1990 el segon. Com a conseqüència d'això, va sorgir un gran interès per la química del fòsfor en el mig interestel·lar.

En aquest camp ha treballat l'equip del doctor Ugalde, que ha analitzat l'ió monopositivo del fòsfor i la seva reactivitat. Els treballs realitzats durant anys han donat les següents conclusions principals:

• El fòsfor monoposio no reacciona amb el metà ni amb l'àcid fluorhídric. D'altra banda, no és clar si reacciona amb l'àcid clorhídric.
• El fòsfor monopositivo reacciona amb els compostos que formen el nitrogen, l'oxigen, el silici, el sofre i el propi fòsfor amb l'hidrogen.
• El fòsfor monopositivo pot reaccionar amb molècules més complexes, com a acetilè, metanol i metilamina, formant molècules complexes que contenen fòsfor.

Aquests treballs permeten conèixer millor el paper del fòsfor en el mig interestel·lar. Tenint en compte la importància del fòsfor en la química dels éssers vius, s'incrementa la representativitat d'aquests treballs.