Los físicos de la Universidad de Innsbruck están en busca de moléculas que contengan nitrógeno en el espacio. Usando espectroscopia de terahercios, midieron directamente dos líneas espectrales para una molécula en particular por primera vez. Las frecuencias descubiertas son características del ion amida, una molécula de nitrógeno cargada negativamente. Con las líneas espectrales ahora determinadas, los investigadores pueden buscar esta especie en el espacio.

En 2014, Los astrofísicos descubrieron una línea espectral en los datos de observación del Telescopio Espacial Herschel y la asignaron provisionalmente al ion amida. Habría sido la primera prueba de la existencia de esta molécula en el espacio. Los físicos del grupo de Roland Wester del Instituto de Física de Iones y Física Aplicada de la Universidad de Innsbruck han demostrado ahora que esta suposición es incorrecta.

Frecuencias características

Además de las estrellas, las galaxias están pobladas por regiones que contienen gigantescas nubes de polvo y gas. Tales regiones, que componen el medio interestelar (ISM), actúan como el lugar de nacimiento de nuevas estrellas que se forman cuando las nubes colapsan por su propia gravedad y alcanzan densidades suficientes para que se produzcan reacciones de fusión. Para comprender mejor estos procesos, Es importante conocer exactamente la composición química del ISM, que a menudo se determina a través de las frecuencias (líneas espectrales) medidas por radiotelescopios.

En el caso del ion amida, el equipo dirigido por Roland Wester ha medido dos frecuencias previamente desconocidas en el laboratorio por primera vez. El método adoptado, conocida como espectroscopia de terahercios, ha permitido que las líneas se determinen cien veces más exactamente de lo que era posible anteriormente. "En esta técnica, se utilizan longitudes de onda entre microondas y luz infrarroja, "explica el físico." Esto permite estudiar la rotación de moléculas muy pequeñas. Para moléculas más grandes, se pueden determinar las vibraciones de grupos moleculares completos ".

En un proyecto financiado por el Consejo Europeo de Investigación ERC, El grupo de Roland Wester ha desarrollado un método mediante el cual las moléculas confinadas en trampas de iones se excitan con radiación de terahercios. "El ion amida consta de un átomo de nitrógeno y dos átomos de hidrógeno, se parece al agua y se comporta de manera muy similar en términos de mecánica cuántica, "dice Olga Lakhmanskaya del equipo de Roland Wester." Por primera vez, medimos directamente la excitación elemental de la rotación de esta molécula ". La prueba también se produjo gracias a una estrecha colaboración con el teórico Viatcheslav Kokoouline de la Universidad de Florida Central, quien fue profesor invitado en la Universidad de Innsbruck durante un semestre.

Asignación provisional refutada

Los físicos de Innsbruck ahora han podido demostrar que la línea espectral medida anteriormente no puede ser producida por iones amida en comparación con los datos obtenidos del Telescopio Espacial Herschel. "Pudimos mostrar, con nuestras medidas, que esta asignación tentativa no es correcta, "enfatiza Roland Wester. En el Universo se pueden encontrar varias moléculas de nitrógeno, como el amoníaco, pero, según los experimentos de Innsbruck, queda por demostrar que el ion amida también está presente. Sin embargo, la segunda línea espectral determinada por los físicos podría ayudar a buscar esta especie en el espacio. "Esperamos que en el futuro, con telescopios nuevos, esta línea se puede observar y conduce a su detección en el espacio ". El equipo de Wester ahora quiere aplicar el nuevo método a moléculas con cuatro o cinco átomos, donde las vibraciones y rotaciones son mucho más complejas que con la amida triatómica.