28/Feb/08

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Los ojos del Spitzer son perfectos para descubrir diamantes en el cielo

Los diamantes pueden ser poco frecuentes sobre la Tierra, pero son sorprendentemente comunes en el espacio

Esta concepción artística muestra una multitud de diminutos diamantes cerca de una estrella caliente. Los diamantes son abundantes en el espacio. Crédito de la imagen: NASA / JPL - CalTech

Y los súper-sensibles ojos infrarrojos del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA son perfectos para buscarlos, dicen los científicos del Centro de Investigación Ames de la NASA, en Moffett Field, California.

Usando simulaciones de computadora, los investigadores han desarrollado una estrategia para encontrar en el espacio diamantes que apenas miden un nanómetro (una fracción mil millones de veces menor que un metro). Estas gemas son aproximadamente 25.000 veces más pequeñas que un grano de arena, demasiado pequeñas para un anillo de compromiso. Pero los astrónomos creen que estas diminutas partículas podrían proveer de valiosas ideas de cómo evolucionan en el cosmos las moléculas ricas en carbono, la base de la vida sobre la Tierra.

Los científicos empezaron a reflexionar seriamente sobre la presencia de diamantes en el espacio en los '80, cuando los estudios de los meteoritos que se estrellaron contra la Tierra revelaron muchos diamantes de tamaño nanométrico. Los astrónomos determinaron que el 3% de todo el carbono encontrado en los meteoritos vino en forma de nano-diamantes. Si los meteoritos son un reflejo del contenido de polvo en el espacio exterior, los cálculos muestran que apenas un gramo de polvo y gas en una nube cósmica podría contener no menos de 10.000 billones de nano-diamantes.

"La pregunta que siempre nos hemos hecho es, si los nano-diamantes son abundantes en el espacio, ¿por qué no los hemos visto más a menudo?", dice Charles Bauschlicher del Centro de Investigación Ames. Han sido descubiertos sólo dos veces. "La verdad es que no sabíamos lo suficiente sobre sus propiedades infrarrojas y electrónicas para detectar sus huellas".

Para resolver este dilema, Bauschlicher y su equipo de investigación usaron software de computadoras para simular las condiciones del entorno interestelar, el espacio entre las estrellas, lleno de nano-diamantes. Encontraron que estos diamantes espaciales brillaban intensamente en rangos de luz infrarroja, desde 3,4 a 3,5 micras, y desde 6 a 10 micras, donde el Spitzer es especialmente sensible.

Los astrónomos deberían ver los diamantes celestiales buscando sus únicas "huellas infrarrojas". Cuando la luz de una estrella cercana toca una molécula, sus límites se extienden, se retuercen y flexionan, soltando un color distintivo de luz infrarroja. Como un prisma que rompe la luz blanca en un arco iris, el espectrómetro infrarrojo del Spitzer rompe la luz infrarroja en sus componentes y permite que los científicos vean la firma de luz de cada molécula individual.

Los miembros del equipo sospechan que todavía no se han encontrado más diamantes en el espacio porque los astrónomos no han estado mirando en los lugares correctos con los instrumentos correctos. Los diamantes están compuestos de átomos de carbono fuertemente unidos de modo que se necesita de mucha luz ultravioleta de alta energía para que los límites de un diamante se doblen y se muevan, produciendo una huella infrarroja. Por lo tanto, los científicos llegaron a la conclusión de que el mejor lugar para ver la brillante firma de un diamante espacial está justo cerca de una estrella caliente.

Una vez que los astrónomos imaginaron dónde buscar nano-diamantes, otro misterio es imaginar cómo se forman en el ambiente del espacio interestelar.

"Los diamantes espaciales son formados bajo condiciones muy diferentes que los diamantes de la Tierra", dice Louis Allamandola, también de Ames.

Señala que los diamantes de la Tierra se forman bajo inmensa presión, en la profundidad del planeta, donde las temperaturas son también muy altas. No obstante, los diamantes espaciales son encontrados en nubes moleculares frías donde las presiones son miles de millones de veces más bajas y las temperaturas están por debajo de -240 grados Celsius (-400 grados Fahrenheit).

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

El trabajo de Bauschlicher sobre este tema ha sido aceptado para su publicación en la Astrophysical Journal. Allamandola fue co-autor del mismo, junto con Yufei Liu, Alessandra Ricca, y Andrew L. Mattioda, también de Ames.

El Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadena, California, administra la misión del Telescopio Espacial Spitzer para la Directiva de Misiones Científicas de la NASA, Washington. Las operaciones científicas son dirigidas en el Centro Científico Spitzer en el California Institute of Technology, también en Pasadena. CalTech administra el JPL para la NASA.

Fuente: NASA. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard