La NASA logra sintetizar polvo espacial imitando las condiciones de una estrella

• Se ha realizado imitando las duras condiciones del espacio
• El hallazgo permitirá comprender mejor la evolución del universo

Imagen del telescopio espacial Hubble que muestra una estrella de carbono brillante cenrca del final de su vida rodeada de una capa de gas y polvo.

Un equipo de científicos del Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California, ha logrado reproducir con éxito en la tierra el proceso que ocurre en la atmósfera de una estrella roja gigante para sintetizar polvo espacial como el que forma los planetas. Este hallazgo servirá a los científicos e investigadores para estudiar desde la composición del polvo que se genera alrededor de las estrellas hasta la formación de los planetas y exoplanetas que marcan la evolución de universo.

Utilizando una instalación especial, denominada Simulador Cósmico Chamber (COSmIC), los científicos pueden ahora recrear y estudiar en el laboratorio granos de polvo similares a los que se forman en las capas exteriores de estrellas que están muriendo. Las partículas de polvo que se forman alrededor de una estrella moribunda son expulsadas al espacio y, después de un ciclo de vida de millones de años, acaban formando planetas por lo que son un elemento clave en la evolución del cosmos.

Los investigadores planean usar este polvo para obtener pistas que les ayuden a comprender la composición y la evolución del universo.

“Las condiciones extremas del espacio son muy difíciles de reproducir en un laboratorio y han obstaculizado durante mucho tiempo los esfuerzos para interpretar y analizar observaciones desde el espacio”, explica el director del proyecto, Farid Salama.

“Utilizando el simulador COSmIC podremos descubrir la respuesta a cuestiones sobre la composición y la evolución del universo, que son dos de los mayores objetivos del programa de investigación espacial de la NASA”, explica.

Introducir el espacio en un recipiente

Aunque COSmIC integra una variedad de instrumentos de vanguardia que permiten a los científicos recrear las condiciones necesarias en el laboratorio para formar, procesar y monitorizar materiales planetarios e interestelares, la cámara es el núcleo del sistema. En ella se recrean las condiciones extremas que rigen el espacio donde las moléculas interestelares y los iones flotan en un vacío a una densidad que está a miles de millones de distancia de la de la atmósfera de la tierra con temperaturas que llegan a los 100 grados Kelvin.

“Este nuevo tipo de investigación agranda las fronteras de la ciencia hasta nuevos horizontes e ilustra la importante contribución de la NASA a la ciencia”, asegura el científico del Bay Area Enviromental Research (BAER) Institute, Cesar Contreras, que también ha participado en la investigación.

El equipo comenzó con pequeñas moléculas de hidrocarbono que se expandieron dentro del COSmIC y que luego fue expuesta a una fuerte descarga eléctrica. Tras este primer paso, los investigadores detectaron las moléculas más grandes que se forman en la fase gaseosa con detectores altamente sensibles.  Luego recogieron los granos individuales sólidos formados a partir de estas moléculas complejas y las retrataron utilizando el Microscopio de Escaneo de Electrones de Ames (SEM).

“Durante los experimentos en el COSmIC somos capaces de crear y detectar nanopartículas de en torno a 10 nanómetros de tamaño, granos de entre 100 y 500 nanómetros y agregados de granos de hasta 1,5 micrómetros de diámetro, una décima parte del grosor de un cabello humano. Luego podemos observar su estructura con el SEM”, explica Ella Sciamma-O’Brien, del BAER Institute.

Expandiendo las fronteras de la ciencia espacial

Los resultados de esta investigación no solo son importantes para la astrofísica interestelar, sino también para la ciencia planetaria. Por ejemplo, pueden proporcionar nuevas claves sobre el tipo de granos presentes en el polvo que rodea a las estrellas. Con estos conocimientos se podría comprender la formación de los planetas, incluyendo la Tierra.

También permitirá interpretar los datos astronómicos del Observatorio Espacial Herschel, el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFIA) y el Observatorio del desierto de Atacama en Chile.   

“Hoy celebramos un gran paso en nuestra comprensión de la formación y la naturaleza de los granos de polvo cósmicos que conlleva importantes implicaciones en esta nueva era del descubrimiento de exoplanetas”, concluye Salama.