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Bloques de construcción de la vida vienen de las estrellas


Bloques de construcción de la vida vienen de las estrellas

13 de de octubre de, 2016 Elizabeth Landau


bloques de construcción de bloques de construcción de la vida vienen de las estrellas

El lado polvoriento de la Espada de Orión se encuentra iluminado en esta imagen infrarroja llamativa del Observatorio Espacial Herschel de la ESA. la imagen insertada dentro, la emisión de átomos de carbono ionizados (C +) se superpone en amarillo. Crédito: ESA / NASA / JPL-Caltech

La vida existe en una miríada de formas maravillosas, pero si se rompe cualquier organismo en sus partes más básicas, es todo lo mismo: átomos de carbono unidos al hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos. Pero, ¿cómo se crean estas sustancias fundamentales en el espacio ha sido un misterio desde hace mucho tiempo.

Ahora, los astrónomos a comprender mejor cómo se forman las moléculas que son necesarios para la construcción de otros productos químicos esenciales para la vida. Gracias a los datos del Observatorio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea, los científicos han encontrado que la luz ultravioleta de las estrellas desempeña un papel clave en la creación de estas moléculas, en lugar de los acontecimientos de "choque" que crean turbulencia, como se creía anteriormente.

Los científicos estudiaron los ingredientes de la química del carbono en la Nebulosa de Orión, la más cercana región de formación estelar a la Tierra que forma las estrellas masivas. Se asignan la cantidad, la temperatura y los movimientos de la molécula de carbono-hidrógeno (CH, o "metilidino" para los químicos), el ion positivo de carbono-hidrógeno (CH +) y sus padres: la de iones de carbono (C +). Un ión es un átomo o molécula con un desequilibrio de protones y electrones, dando como resultado una carga neta.

"En la Tierra, el Sol es la fuente de accionamiento de casi toda la vida en la Tierra. Ahora, hemos aprendido que la luz estelar impulsa la formación de productos químicos que son precursores de sustancias químicas que necesitamos para hacer la vida", dijo Patrick Morris, primer autor del el papel y el investigador en el Centro de Procesamiento y Análisis infrarrojo en Caltech en Pasadena.

A principios de 1940, CH y CH + fueron dos de las tres primeras moléculas que se han descubierto en el espacio interestelar. En el examen de las nubes-ensamblajes moleculares de gas y polvo en Orión con Herschel, los científicos se sorprendieron al encontrar que CH + está emitiendo en lugar de absorber la luz, lo que significa que es más caliente que el gas de fondo. La molécula CH + necesita mucha energía para formar y es extremadamente reactivo, por lo que se destruye cuando interactúa con el hidrógeno fondo en la nube. Su temperatura cálida y alta abundancia son por lo tanto bastante misterioso.

¿Por qué entonces hay tanta CH + en nubes moleculares, tales como la Nebulosa de Orión? Muchos estudios han tratado de responder a esta pregunta antes, pero sus observaciones fueron limitados debido a que pocas estrellas de fondo estaban disponibles para el estudio. Herschel sondea una zona del espectro en el infrarrojo lejano, asociado con objetos fríos que ningún otro telescopio espacial ha llegado antes, por lo que podría tener en cuenta la totalidad de la nebulosa de Orión en lugar de estrellas individuales dentro electromagnética. El instrumento se utilizan para obtener sus datos, HIFI, también es extremadamente sensible al movimiento de las nubes de gas.

Una de las principales teorías sobre el origen de los hidrocarburos básicos ha sido que se formaron en "choques", eventos que crean muchas turbulencias, como la explosión de supernovas o estrellas jóvenes escupiendo material. Las áreas de nubes moleculares que tienen mucha turbulencia en general, crear perturbaciones. Al igual que una gran ola que golpea un barco, ondas de choque causan vibraciones en los materiales que se encuentran. Esas vibraciones pueden extraer electrones de los átomos, lo que los iones, que son más propensos a combinar. Pero el nuevo estudio no encontró ninguna correlación entre estos choques y CH + en la nebulosa de Orión.

Herschel datos muestran que estas moléculas CH + fueron más propensos creados por la emisión ultravioleta de estrellas muy jóvenes en la Nebulosa de Orión, que, en comparación con el sol, son más caliente, mucho más masiva y emiten luz ultravioleta mucho más. Cuando una molécula absorbe un fotón de luz, se convierte en "excitación" y tiene más energía para reaccionar con otras partículas. En el caso de una molécula de hidrógeno, la molécula de hidrógeno vibra, gira más rápido o ambos cuando es golpeado por un fotón ultravioleta.

Desde hace tiempo se sabe que la nebulosa de Orión tiene una gran cantidad de gas hidrógeno. Cuando la luz ultravioleta de las estrellas grandes calienta las moléculas de hidrógeno que rodea, esto crea una condición ideal para la formación de hidrocarburos. Como el hidrógeno interestelar se calienta, iones de carbono que originalmente forman en estrellas comienzan a reaccionar con el hidrógeno molecular, creando CH +. Finalmente, el CH + capta un electrón para formar la molécula CH neutral.

"Este es el inicio de toda la química del carbono," dijo John Pearson, investigador en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y coautor del estudio. "Si quieres formar algo más complicado, que pasa a través de esa vía."

Los científicos combinaron los datos de Herschel con los modelos de formación molecular y encontraron que la luz ultravioleta es la mejor explicación de cómo se forman los hidrocarburos en la nebulosa de Orión.

Los resultados tienen implicaciones para la formación de hidrocarburos básicos en otras galaxias también. Se sabe que otras galaxias tienen los choques, pero densas regiones en las que la luz ultravioleta domina la calefacción y la química pueden desempeñar un papel clave en la creación de moléculas de hidrocarburos fundamentales allí, también.

"Sigue siendo un misterio cómo ciertas moléculas se excitan en los núcleos de las galaxias", dijo Pearson. "Nuestro estudio es un indicio de que la luz ultravioleta de las estrellas masivas podría ser la conducción de la excitación de las moléculas de allí, también."

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http://phys.org/news/2016-10-blocks-life-starlight.html#jCp

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