El instrumento Surfreside-3 con el que los investigadores hicieron hielo de metano en una superficie en condiciones que se aplican a la investigación de la química en las nubes moleculares interestelares:menos 263 grados Celsius (10 K) en un entorno de vacío ultra alto. Crédito:LfA / Observatorio de Leiden
Un equipo internacional de astrónomos ha demostrado en un laboratorio de la Universidad de Leiden (Países Bajos) que el metano puede formarse en partículas de polvo helado en el espacio. La posibilidad había existido durante bastante tiempo, pero debido a que las condiciones en el espacio eran difíciles de simular, no fue posible probar esto en las condiciones espaciales relevantes. Los investigadores publicarán sus hallazgos el lunes por la noche en la revista, Astronomía de la naturaleza .
Metano en la tierra
Metano, conocido por nosotros como el principal compuesto del gas natural, es uno de los hidrocarburos más simples. Consiste en un átomo de carbono con cuatro átomos de hidrógeno:CH 4 . En la tierra, principalmente conocemos al metano como un gas inflamable que se forma a partir de material orgánico en descomposición.
Metano en el espacio
El metano también está disponible en el espacio como gas, líquido, o hielo. Por ejemplo, Neptuno y Urano contienen, además de hidrógeno y helio, principalmente gas metano. La luna de Saturno Titán, la única luna de nuestro sistema solar con una atmósfera densa, no llueve agua sino metano licuado. Fuera de nuestro sistema solar en el espacio interestelar, El hielo de metano es uno de los diez hielos más abundantes que se han detectado.
Polvo de grano de hielo como lugar de reunión
La opinión predominante sobre cómo se crea el metano en el espacio es que el CH se forma primero, luego CH 2 , CH 3 , y finalmente CH 4 . En la fase gaseosa, esta reacción es lenta. Pero debido a que el metano se forma en un grano de polvo helado, el propio grano ayuda a acelerar el proceso de formación. Por ejemplo, los granos de polvo proporcionan un lugar de "reunión" para los átomos, aumentando su probabilidad de encontrarse en la inmensidad del espacio. También pueden absorber la energía que se produce a partir de reacciones químicas que, de otro modo, romperían moléculas. como el metano.
Creando metano en un 'laboratorio espacial'
Investigadores del Laboratorio de Astrofísica del Observatorio de Leiden (Universidad de Leiden, Países Bajos) han logrado por primera vez producir metano en las condiciones espaciales pertinentes. Permiten que los átomos de hidrógeno colisionen con los átomos de carbono a menos 263 grados Celsius (-442 ° F, 10 K) en un entorno de vacío ultra alto sobre una superficie helada.
Los investigadores habían logrado previamente hacer agua (H 2 O) y amoniaco (NH 3 ) En una forma similar. Lo hicieron permitiendo que los átomos de oxígeno y nitrógeno reaccionaran con los átomos de hidrógeno. Sin embargo, las reacciones con átomos de carbono resultaron ser más desafiantes. Eso es porque el carbono es muy pegajoso, lo que hace que experimentar con él sea muy difícil. Danna Qasim, Doctor. estudiante del Observatorio de Leiden y autor principal de la publicación científica en Astronomía de la naturaleza , añade:"Es difícil realizar un experimento con átomos de carbono. Al carbono le gusta pegarse, por lo que es un desafío producir un haz controlado de átomos de carbono puro. Al mismo tiempo, tienes que asegurarte de que después de un experimento, toda su configuración no está completamente cubierta de carbono ".
Los investigadores pudieron variar las condiciones en sus experimentos. Esto les permitió investigar exactamente cómo y con qué eficiencia se puede formar metano mediante la reacción de átomos de carbono e hidrógeno.
El agua es importante
Se encontró que el hielo de metano se forma mejor en un ambiente rico en agua. Esto es consistente con las observaciones astronómicas, que muestran que se espera que el hielo de metano y el hielo de agua se formen simultáneamente en el espacio.
Los procesos que han investigado los investigadores en el laboratorio, imitar las condiciones que existen en el espacio antes de que se formen nuevas estrellas y planetas. La investigación apoya que el metano que encontramos en los planetas, como Urano y Neptuno, probablemente estuvo disponible mucho antes de que se formara nuestro sistema solar.
