Las nubes interestelares son el lugar de nacimiento de nuevas estrellas, pero también juegan un papel importante en los orígenes de la vida en el Universo a través de regiones de polvo y gas en las que se forman compuestos químicos. El grupo de investigación, sistemas moleculares, dirigido por el ganador del premio ERC Roland Wester en el Instituto de física de iones y física aplicada de la Universidad de Innsbruck, se ha propuesto la tarea de comprender mejor el desarrollo de moléculas elementales en el espacio. "En pocas palabras, nuestra trampa de iones nos permite recrear las condiciones en el espacio en nuestro laboratorio, ", explica Roland Wester." Este aparato nos permite estudiar la formación de compuestos químicos en detalle. "Los científicos que trabajan con Roland Wester ahora han encontrado una explicación de cómo se forman las moléculas cargadas negativamente en el espacio.

Una idea construida sobre fundamentos teóricos

Antes del descubrimiento de las primeras moléculas de carbono cargadas negativamente en el espacio en 2006, Se asumió que las nubes interestelares solo contenían iones cargados positivamente. Desde entonces, Ha sido una pregunta abierta cómo se forman los iones cargados negativamente. El teórico italiano Franco A. Gianturco, que ha trabajado como científico en la Universidad de Innsbruck durante ocho años, desarrolló un marco teórico hace unos años que podría proporcionar una posible explicación. La existencia de estados débilmente ligados, los llamados estados unidos por dipolos, debería mejorar la unión de electrones libres a moléculas lineales. Estas moléculas tienen un momento dipolar permanente que refuerza la interacción a una distancia relativamente grande del núcleo neutro y aumenta la tasa de captura de electrones libres.

Observación de estados unidos a dipolos en el laboratorio

En su experimento, los físicos de Innsbruck crearon moléculas que constan de tres átomos de carbono y un átomo de nitrógeno, los ionizó, y los bombardeó con luz láser en la trampa de iones a temperaturas extremadamente bajas. Cambiaron continuamente la frecuencia de la luz hasta que la energía fue lo suficientemente grande como para expulsar un electrón de la molécula. Albert Einstein describió este llamado efecto fotoeléctrico hace 100 años. Un análisis en profundidad de los datos de medición realizado por el investigador en etapa inicial Malcolm Simpson del programa de formación de doctorado, átomos La luz y las moléculas de la Universidad de Innsbruck finalmente arrojaron luz sobre este fenómeno difícil de observar. Una comparación de los datos con un modelo teórico finalmente proporcionó una clara evidencia de la existencia de estados unidos por dipolos. "Nuestra interpretación es que estos estados unidos por dipolos representan una especie de abrepuertas para la unión de electrones libres a las moléculas, contribuyendo así a la creación de iones negativos en el espacio, "dice Roland Wester." Sin este paso intermedio, sería muy poco probable que los electrones se unieran realmente a las moléculas ".