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Confirman existencia de la primer molécula que existió en el universo

POR: Alejandra Almed

12 mayo, 2014

Por: Luis Moctezuma

Poco después del Big Bang las temperaturas en el universo eran muy altas. Lo que existía eran partículas incapaces de mantenerse unidas. Durante mucho tiempo se explicó teóricamente que la primer molécula debió formarse con elementos muy ligeros y los elegidos fueron Helio e Hidrógeno. Desde 1925 fue posible crear esta molécula en laboratorio; sin embargo, apenas en 2016 se hicieron las observaciones que confirmarían unos años después que sí existe en el universo.

A la caza de una molécula escurridiza

Unos segundos después del inicio del universo sólo existían núcleos atómicos, electrones y fotones, todos flotando sin la posibilidad de unirse. Después aparecieron los primeros átomos, de los cuales Hidrógeno y Helio fueron los más abundantes. Unos 100 mil años después de la gran explosión los átomos lograron combinarse para formar moléculas.

El Hidruro de Helio fue durante mucho tiempo el candidato ideal para ser el primero en formarse. Este ion daría paso a futuras moléculas mucho más complejas. Durante mucho tiempo se tuvo un dilema respecto a esta molécula primitiva: no había evidencia de que realmente existiera. “La percepción sin ambigüedad que se reporta lleva varias décadas de investigación con un final feliz”, comentan los participantes en un artículo publicado por la revista Nature recientemente.

La razón para elegir a estos dos elementos es su capacidad de ionizarse. En un universo joven con una temperatura de aproximadamente 4 mil grados Kelvin (casi 3727 Centígrados), los elementos ligeros se combinarían en orden opuesto a su potencial de ionización. Los núcleos atómicos se encontrarían con electrones libres, después de un largo proceso llegaríamos a nuestra primera molécula sobre la que no había indicios pero sí sospechas.

En la década de los 70 se propuso una alternativa para encontrar estas moléculas. Las nebulosas expulsadas por una estrella en su última etapa antes de convertirse en supernova parecían un campo fértil para encontrar esta combinación poco común en nuestro entorno estelar. La confirmación vino de NGC7027, una vecina dentro de nuestra Vía Láctea. Fua hasta 2016 que se lograron las observaciones gracias a un ajuste tecnológico y los resultados se publicaron tres años después.

El ion en particular se consigue cuando la radiación de la estrella ioniza la nebulosa. En ese momento la temperatura es muy elevada y las condiciones serían similares a las de los inicios del universo. Para confirmarlo se recurrió a mediciones de radiación ultravioleta. Una actualización del Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFIA, por sus siglas en inglés) fue la clave para conseguirlo.

SOFIA es un telescopio infrarrojo que viaja sobre un avión modificado. Se encuentra sobre la estructura de un Boeing 747 capaz de volar sobre la parte baja de la atmósfera. De esta forma evita mucha de la interferencia que recibiría desde tierra. Con tres vuelos realizados a una altura de 45 mil pies (casi 13.7 kilómetros de altura) se consiguieron las observaciones que llevaron a confirmar la existencia de la molécula a una distancia de 3 mil años luz.

El Receptor Alemán de Frecuencias en Terahertz (GRAET, por sus siglas en inglés) consiguió los datos necesarios. Este instrumento funciona como un receptor de radio y se puede adaptar para recibir una frecuencia específica. Así como hace unos años nuestros para encontrar una estación de radio se buscaba su frecuencia exacta, los científicos encargados de monitorear el ion de Hidruro de Helio definieron la frecuencia exacta que este debía tener.

Ahora se confirmó la existencia de la que por décadas fue una molécula razonable pero inobservable. Lo que sigue para Rolf Güsten del Instituto Max Plank de Radio Astronomía es confirmar el descubrimiento mediante observaciones en otros telescopios. El siguiente que apuntará en esa dirección de la galaxia es la Gran Alineación Milímetrica de Atacama (ALMA, por sus siglas en inglés). Aún hay muchos huecos en la historia del universo por explicar.

 

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