Más cerca de saber cómo se creó el polvo interestelar
Estudios realizados en laboratorio y con cohetes han revelado nuevos conocimientos sobre cómo se formaron los granos de polvo interestelar antes de que se creara nuestro sistema solar.
Los resultados, publicados por investigadores de la Universidad de Hokkaido y colegas de Japón y Alemania en la revista 'Science Advances', podrían ayudar a los científicos a fabricar nanopartículas con aplicaciones útiles de forma más eficiente y ecológica.
Estos granos "presolares" pueden encontrarse en meteoritos que caen a la Tierra, lo que permite realizar estudios de laboratorio que revelan posibles rutas para su formación.
"Al igual que las formas de los copos de nieve proporcionan información sobre la temperatura y la humedad de la atmósfera superior, las características de los granos presolares de los meteoritos limitan los entornos del flujo de salida de gas de las estrellas en los que podrían haberse formado", explica en un comunicado Yuki Kimura, del equipo de Hokkaido. Sin embargo, ha resultado difícil precisar los posibles entornos de formación de los granos compuestos por un núcleo de carburo de titanio y un manto circundante de carbono grafítico.
Comprender mejor el entorno alrededor de las estrellas en el que podrían haberse formado los granos es crucial para aprender más sobre el entorno interestelar en general. Esto, a su vez, podría ayudar a aclarar cómo evolucionan las estrellas y cómo los materiales que las rodean se convierten en los componentes básicos de los planetas.
La estructura de los granos parece sugerir que su núcleo de carburo de titanio se formó primero y posteriormente se recubrió de una gruesa capa de carbono en regiones más distantes de salida de gas de estrellas que se formaron antes que el Sol.
El equipo exploró las condiciones que podrían recrear la formación de granos en estudios de modelización de laboratorio guiados por trabajos teóricos sobre nucleación de granos, es decir, la formación de granos a partir de diminutas motas originales. Este trabajo se complementó con experimentos realizados en periodos de microgravedad a bordo de cohetes suborbitales.
Los resultados ofrecieron algunas sorpresas. Sugieren que los granos se formaron muy probablemente en lo que los investigadores denominan una vía de nucleación no clásica: una serie de tres pasos distintos no previstos por las teorías convencionales.
En primer lugar, el carbono forma núcleos diminutos y homogéneos; a continuación, el titanio se deposita sobre estos núcleos de carbono para formar partículas de carbono que contienen carburo de titanio; por último, miles de estas finas partículas se fusionan para formar el grano.
"También sugerimos que las características de otros tipos de granos presolares y solares que se formaron en etapas posteriores del desarrollo del sistema solar podrían explicarse con precisión considerando vías de nucleación no clásicas, como las sugeridas por nuestro trabajo", concluye Kimura.
La investigación podría ayudar a comprender acontecimientos astronómicos lejanos, como las estrellas gigantes, los sistemas planetarios recién formados y las atmósferas de planetas en sistemas solares alienígenas alrededor de otras estrellas.
Pero también podría ayudar a los científicos de la Tierra a controlar mejor las nanopartículas que exploran para su uso en muchos campos, como la energía solar, la catálisis química, los sensores y la nanomedicina. Las posibles implicaciones del estudio de los diminutos granos de los meteoritos abarcan, por tanto, desde las futuras industrias de la Tierra hasta lo más lejano que podamos imaginar.
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