Imágenes de microscopía electrónica de alta resolución mostrando nanoparticulas individuales de carburo de silicio. - CSIC
MADRID 4 May. (EUROPA PRESS) -
El papel del hidrógeno es clave en la formación del polvo cósmico de las gigantes rojas, estrellas de masa baja o intermedia en el final de su vida, según un estudio liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Los resultados, obtenidos mediante la máquina STARDUST --una instalación del CSIC única en el mundo ubicada en Madrid--, se han publicado en la revista Nature Astronomy.
El trabajo ha sido liderado por el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) y el Instituto de Estructura de la Materia (IEM-CSIC), con la participación del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, el Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros, el Instituto de Física Fundamental, el instituto francés IRAP-CNRS y la Universidad de Toulouse.
"El polvo cósmico es uno de los ingredientes fundamentales del universo", ha señalado el director del ICMM-CSIC y uno de los investigadores principales del proyecto, José Ángel Martín-Gago, quien ha subrayado que "estas diminutas partículas sólidas desempeñan un papel crucial en la evolución de galaxias, en la formación de estrellas y planetas y en la química del medio interestelar".
Para llegar a sus conclusiones, el equipo ha combinado astroquímica experimental, espectroscopía, microscopía electrónica y modelización teórica. Utilizando la máquina STARDUST, diseñada para reproducir en laboratorio las condiciones de las atmósferas de las gigantes rojas, según informa el CSIC, los investigadores han generado nanopartículas análogas a las que se forman en las primeras etapas del crecimiento del polvo en el espacio.
"Hemos investigado la interacción entre carbono atómico, silicio atómico e hidrógeno molecular, tres de las especies más abundantes en estas estrellas", ha explicado Martín-Gago.
El resultado central del estudio es la demostración de que el hidrógeno actúa como "promotor de la formación de granos de carburo de silicio", según ha señalado otro de los autores principal del trabajo e investigador del IEM-CSIC, Gonzalo Santoro. El estudio prueba que cuando la densidad de hidrógeno molecular es alta, el carbono y el silicio interaccionan en mayor medida, al iniciarse una cadena de reacciones químicas.
Asimismo, en la investigación se ha demostrado que la molécula de dicarburo de silicio (SiC2), observada en gigantes rojas, es la molécula precursora del polvo cósmico de carburo de silicio, algo que hasta ahora era solo una especulación. José Ignacio Martínez, también del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid y participante en el trabajo, ha explicado que en el estudio ha sido clave, además de los experimentos, la modelización teórica del proceso, ya que esta ha permitido entender el papel del hidrógeno.
El CSIC ha precisado que observaciones astronómicas previas habían registrado que las moléculas de dicarburo de silicio disminuían conforme se formaban los granos de polvo y este estudio sugiere que dicha molécula "se incorpora eficientemente al material sólido".
Según los investigadores, "la eficiente combinación de experimentos controlados, técnicas avanzadas de caracterización y modelización teórica abre nuevas vías para comprender cómo se forman los granos de polvo que, millones de años después, acabarán formando parte de planetas, meteoritos o incluso de la materia que compone nuestro propio sistema solar".