Química Interestelar

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

• Kimika

El desarrollo del universo y sus objetos siempre ha sido fascinante. Al parecer, a. C. En el año 450 Leucipo declaró que el universo estaba compuesto exclusivamente por estrellas y planetas; a. C. Hacia el año 384, Aristóteles publicó la teoría de la quintaesencia. Fueron los primeros pasos de la polémica sobre la composición del universo, y fue larga la polémica que en 1887 Michelson y Morley, a través de experimentos concretos, dijeron que la quintaesencia o el éter no existía, según la denominación de la época. Se retomó entonces la teoría de Leuzipo.

Pocos años después, Millikan y Hess volvieron a modificar la hipótesis hasta entonces: descubrieron una radiación compuesta principalmente por protones, lo que nos demostró que el espacio entre planetas y estrellas no está vacío. Hoy en día conocemos muchos objetos interestelares, algunos de ellos verdaderamente exóticos: agujeros negros, pulmales, cuasares, etc. Muchas de ellas, además, han tenido su origen en las últimas teorías cosmológicas. Uno de estos objetos es especialmente interesante, ya que su origen es bastante conocido, pero su evolución es muy confusa: hablamos de nubes de gas interestelar. Estos objetos son depósitos gigantes de gas y polvo abundantes en las estrellas, en los que se producen reacciones de síntesis de muchas especies moleculares desconocidas en nuestro planeta.

Investigar cómo se producen las moléculas en las estrellas es una tarea difícil y excitante para la ciencia actual. Gracias a la espectroscopía de microondas y radio, en estas nubes se han podido distinguir cientos de especies químicas especiales. Las nubes son bastante compactas, ya que de no ser así, la radiación de las estrellas fotodisociaría, es decir, las moléculas de esas nubes. Esto nos hace pensar que, a pesar de que las bajas temperaturas y densidades existentes en las nubes estelares son condiciones inadecuadas para la síntesis molecular, ésta es la única opción, ya que, sintetizado en ninguna otra parte, la radiación disociaría hacia las nubes. En este sentido, se cree que las nubes interestelares son viveros de moléculas y el estudio de la formación de las moléculas en ellas es un ejercicio apasionante para la química, ya que difícilmente en el laboratorio se pueden reproducir las condiciones de este entorno tan particular.

Sin embargo, en la actualidad, utilizando los programas de ordenador e informática adecuados, podemos simular en el ordenador las condiciones de las nubes compactas y por tanto predecir el desarrollo de las especies químicas presentes en ellas. Al igual que en otros ámbitos, la química interestelar se ha convertido en una herramienta imprescindible. Es más, en este campo casi la única opción es la química computacional, ya que la densidad de ^{estas nubes (10 2} -10 ^{7 partículas/cm-} 3) y las bajas temperaturas (7-20 K) son prácticamente imposibles de producir en laboratorio.

Las modernas teorías sobre los núcleos de elementos y átomos han hecho posible prever la abundancia de elementos presentes en las nubes interestelares y comprender la formación de estos elementos.

Los iones pesados más abundantes son el carbono, nitrógeno y oxígeno monopositivos entre las estrellas, con una concentración de diez mil del hidrógeno. Hay que tener en cuenta que el hidrógeno es el elemento más abundante del universo. Por otro lado, si atendemos a la escala de abundancia, el fósforo monopositivo es cien millones de veces menor que el hidrógeno en las estrellas, por lo que es muy difícil encontrar moléculas que contengan fósforo en ese medio. Sin embargo, en 1987 se detectó el primero de ellos y en 1990 el segundo. Como consecuencia de ello, surgió un gran interés por la química del fósforo en el medio interestelar.

En este campo ha trabajado el equipo del doctor Ugalde, que ha analizado el ion monopositivo del fósforo y su reactividad. Los trabajos realizados durante años han dado las siguientes conclusiones principales:

• El fósforo monoposio no reacciona con el metano ni con el ácido fluorhídrico. Por otra parte, no está claro si reacciona con el ácido clorhídrico.
• El fósforo monopositivo reacciona con los compuestos que forman el nitrógeno, el oxígeno, el silicio, el azufre y el propio fósforo con el hidrógeno.
• El fósforo monopositivo puede reaccionar con moléculas más complejas, como acetileno, metanol y metilamina, formando moléculas complejas que contienen fósforo.

Estos trabajos permiten conocer mejor el papel del fósforo en el medio interestelar. Teniendo en cuenta la importancia del fósforo en la química de los seres vivos, se incrementa la representatividad de estos trabajos.