Astroquímica: historia, qué estudia, ramas
La astroquímica es la rama de la astronomía que combina química, astronomía y física para explicar el comportamiento de la materia a nivel molecular, bajo las diversas condiciones que imperan en el espacio.
Los elementos químicos existentes fuera de la Tierra también están presentes en nuestro planeta. Sin embargo, la manera en que se combinan y las formas que adquieren los compuestos difieren de las observadas acá.
Ello se debe a que las condiciones del espacio como presión, temperatura y nivel de exposición a la radiación son muy distintas. Esta variedad de ambientes extremos hace que los elementos se comporten de maneras insospechadas.
Así, los astroquímicos estudian los cuerpos celestes, buscan moléculas en estrellas y planetas, y analizan su comportamiento para explicar sus propiedades, valiéndose de la luz y otras radiaciones electromagnéticas.
También aprovechan los datos recogidos por las misiones espaciales, y cuando se presenta la oportunidad, se valen también de los meteoritos y la gran cantidad de polvo cósmico que llega a las inmediaciones.
Con toda esta información se diseñan simulaciones y se intenta reproducir en el laboratorio diversos entornos. De las observaciones obtenidas elaboran modelos para describir no solamente el origen, sino las condiciones físicas y químicas en diferentes lugares en el universo.
Índice del artículo
- 1 Historia de la astroquímica
- 2 ¿Qué estudia la astroquímica? (Objeto de estudio)
- 3 Ramas (subcampos) de la astroquímica
- 4 Principales técnicas
- 5 Referencias
En 1937 los científicos encontraron evidencias de los primeros compuestos fuera de la Tierra: algunos hidrocarburos y el ión cianuro CN. Naturalmente ya se sabía de la presencia de átomos, pero no de sustancias más complejas.
Sin embargo, el interés de los químicos en la composición del medio extraterrestre data de mucho más atrás.
El descubrimiento de las primeras moléculas en el espacio tuvo lugar gracias a las técnicas espectroscópicas, desarrolladas por los experimentos del físico y óptico alemán Joseph Fraunhofer (1787-1826) en 1814.
Fraunhofer analizó la luz que atravesaba sustancias comunes, como la sal de mesa y se sorprendió al ver que estas dejaban allí, en la luz, su firma única en forma de líneas oscuras de absorción.
Así los científicos pronto consiguieron averiguar la composición química de las sustancias analizando la luz que pasa a través de ellas, disciplina a la que llamaron espectroscopía.
Este físico alemán se convirtió quizá en el primer astroquímico de la historia, porque al inventar el espectroscopio, no dudó en dirigirlo a otras fuentes de luz: el Sol, Sirio y otras estrellas, descubriendo que cada una tenía un patrón de luz distintivo.
Hacia 1938 el químico suizo Victor Goldschmidt observó, tras analizar la composición de los meteoritos, que los minerales de origen extraterrestre tenían ciertas diferencias con los terrestres.
Esto se debe a que, aún estando formados por los mismos elementos, las condiciones de su formación eran notablemente distintas.
Desde entonces más y más compuestos químicos han ido apareciendo en el espacio desde aquellas primeras moléculas de comienzos del siglo XX. Una muy importante que se descubrió durante los años 60 es el radical OH, y le siguieron el formaldehído, el monóxido de carbono y el agua. Todos estos descubrimientos se deben a la astroquímica.
Esta última molécula, la del agua, también es muy importante, pues saber que su existencia es relativamente frecuente en otros lugares, aparte de la Tierra, impulsa las probabilidades de futuros establecimientos humanos en otros planetas.
En la actualidad los astroquímicos tienen por delante una fascinante tarea: averiguar todo lo referente a la química de los exoplanetas. El número de exoplanetas descubiertos aumenta cada año.
Los objetos de estudio de la astroquímica son los elementos y compuestos presentes en el espacio y otros cuerpos celestes aparte de la Tierra, sus interacciones y los efectos que sobre ellos tiene la radiación electromagnética.
En laboratorios de investigación en astroquímica de la NASA se llevaron a cabo experimentos con el polvo cósmico.
Para ello, los investigadores simularon el polvo interestelar condensado en las cercanías de estrellas, combinando sustancias químicas en un horno, de las cuales extrajeron silicatos en polvo.
La idea era observar las transformaciones de este símil del polvo cósmico, tanto en presencia como en ausencia de luz. Y encontraron que bajo condiciones semejantes a las del espacio interestelar, es posible crear cientos de compuestos nuevos.
En astroquímica se aplican las técnicas de la química experimental para analizar las muestras, si estas se tienen a mano. Usualmente llegan con los meteoritos, muy apreciados, ya que ofrecen la oportunidad de analizar directamente un objeto que no se formó en la Tierra.
De allí que el trabajo en astroquímica se divide, generalmente, en dos grandes áreas de trabajo. Antes de pasar a describirlas, cabe destacar que no es una división rigurosa, ya que la astroquímica es una ciencia totalmente interdisciplinaria:
Es la rama de la astroquímica encargada de estudiar los isótopos y compuestos presentes en el sistema solar, valiéndose de técnicas experimentales para analizar toda la materia extraterrestre que logra llegar a la Tierra.
Entre estos materiales figuran los meteoritos, que son fragmentos de cuerpos celestes pertenecientes al sistema solar, así como el polvo cósmico que cae continuamente y las rocas lunares traídas por las misiones espaciales.
Asimismo hacen uso de todps los datos recobrados por dichas misiones espaciales. Con toda esta información, los astroquímicos crean modelos y los comprueban a través de simulaciones por computadora,
Con ello intentan explicar la formación de los elementos y compuestos detectados. Así elaboran un panorama descriptivo de los mecanismos que les dieron origen.
Se llama así a la investigación de los elementos y compuestos presentes en el medio interestelar, y a su interacción con la radiación electromagnética, de la cual la luz visible es apenas una parte.
Y es que no solamente la luz visible trae información acerca del medio que atraviesa, también lo hacen otras radiaciones.
Esta información también se usa para las simulaciones por computadora y los experimentos controlados de laboratorio. De allí surgen nuevas teorías acerca de la formación de estrellas y sistemas planetarios.
Entre las principales técnicas que se utilizan en astroquímica están:
Es la técnica que analiza la luz que atraviesa el medio interestelar, así como la que producen las estrellas. En esta luz está la huella de la identidad de los compuestos presentes en el medio.
Se enfoca en la radiación electromagnética proveniente de los cuerpos celestes en las longitudes de onda de radio.
Se emplean radiotelescopios provistos de antenas amplificadoras para captar señales de radio, gracias a las cuales se ha logrado detectar la presencia de numerosos compuestos, orgánicos e inorgánicos.
La radiación infrarroja revela la presencia de longitudes de onda características de ciertos compuestos, sobre todo minerales.
Es captada mediante telescopios especiales de infrarrojo ubicados en la cima de montañas elevadas o detectores puestos en satélites artificiales, ya que la atmósfera de la Tierra absorbe casi toda la radiación infrarroja proveniente del espacio.
El polvo cósmico es transparente a la radiación infrarroja, así que al emplearla se revelan estructuras que de otra manera permanecen ocultas, como el centro de la galaxia, por ejemplo.
- Carroll, B. An Introduction to Modern Astrophysics. 2nd. Edition. Pearson.
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