26 de febrero de 2008

Los ojos de Spitzer son perfectos para observar diamantes en el cielo

Imagen: NASA/JPL-Caltech

Los diamantes pueden ser raros en la Tierra, pero sorprendentemente comunes en el espacio y los ojos infrarrojos súper-sensibles del telescopio espacial Spitzer, de la NASA, son perfectos para explorarlos, dicen los científicos del Centro de Investigación Ames, de la NASA, en Moffett Field, California.

Usando simulaciones por computadora, los investigadores han desarrollado una estrategia para encontrar diamantes en el espacio que son sólo un nanómetro (un milmillonésimo de metro) de tamaño. Estas gemas son unos 25000 veces más pequeñas que un grano de arena, demasiado pequeñas para un anillo de compromiso. Pero los astrónomos creen que estas partículas minúsculas podrían proporcionar información valiosa sobre cómo las moléculas ricas en carbono, la base de la vida en la Tierra, se desarrollan en el cosmos.

Los científicos empezaron a evaluar seriamente la presencia de diamantes en el espacio en la década de l980, cuando los estudios de meteoritos que se estrellaron contra la Tierra revelaron lotes de diminutos diamantes de tamaño nanométrico. Los astrónomos determinaron que el 3 por ciento de todo el carbono que se encuentra en los meteoritos vino en la forma de nano-diamantes. Si los meteoritos son un reflejo del contenido del polvo del espacio exterior, los cálculos muestran que sólo un gramo de polvo y gas en una nube cósmica podría contener hasta 10.000 billones de nano-diamantes.

"La pregunta que siempre se nos plantea es, si los nano-diamantes son tan abundantes en el espacio, ¿por qué no los hemos visto más a menudo?", dice Charles Bauschlicher del Centro de Investigación Ames. Ellos sólo han sido vistos dos veces. "La verdad es que no sabíamos lo suficiente acerca de sus propiedades electrónicas e infrarrojas para la detección de sus huellas digitales."

Para resolver este dilema, Bauschlicher y su equipo de investigación utilizaron programas de computadora para simular las condiciones del medio interestelar - el espacio entre las estrellas - lleno de nano-diamantes. Encontraron que estos diamantes espaciales brillan intensamente en los rangos de luz infrarroja entre 3,4 a 3,5 micrones y entre 6 y 10 micrones, donde Spitzer es especialmente sensible.

Los astrónomos deben poder ver diamantes celestes si buscan sus singulares "huellas digitales infrarrojas". Cuando la luz de una estrella cercana alcanza una molécula, las ligazones entre sus átomos se estiran, giran y flexionan, liberando un color distintivo de luz infrarroja. Como un prisma rompiendo la luz blanca en un arco iris, el espectrómetro infrarrojo de Spitzer rompe la luz infrarroja en sus partes componentes, permitiendo a los científicos ver la marca de luz de cada molécula individual.

Los miembros del equipo sospechan que no han sido vistos más diamantes en el espacio porque los astrónomos aún no han estado buscando en los lugares adecuados con los instrumentos correctos. Los diamantes están compuestos por átomos de carbono fuertemente ligados, por lo que toma una gran cantidad de luz ultravioleta de altas energías hacer que las ligazones de los diamantes se doblen y se muevan, produciendo la huella digital en el infrarrojo. Por lo tanto, los científicos concluyeron que el mejor lugar para ver la marca de los diamantes espaciales brillar es junto a una estrella caliente.

Una vez que los astrónomos descubran dónde buscar nano-diamantes, otro misterio es averiguar cómo se forma en el ambiente del espacio interestelar.

"Los diamantes espaciales se forman en condiciones muy diferentes a las que los diamantes se forman en la Tierra," dice Louis Allamandola, también de Ames.

Él señala que los diamantes, en la Tierra, se forman bajo una enorme presión, en el interior del planeta, donde las temperaturas son también muy altas. Sin embargo, los diamantes espaciales se encuentran en las nubes moleculares frías donde las presiones son miles de millones de veces más bajas y las temperaturas están por debajo de 240 grados Celsius bajo cero.

"Ahora que sabemos dónde buscar nano-diamantes brillantes, los telescopios infrarrojos como el Spitzer nos pueden ayudar a aprender más acerca de su vida en el espacio", dice Allamandola.

El trabajo de Bauschlicher sobre este tema ha sido aceptado para su publicación en el Astrophysical Journal. Allamandola fue coautor del trabajo, junto a Yufei Liu, Alessandra Ricca y Andrew L. Mattioda, también de Ames.

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.jpl.nasa.gov/