Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) han liderado el descubrimiento de enormes cantidades de buckyesferas o fulerenos, moléculas de carbono con forma de balón de fútbol, en la Vía Láctea y otra galaxia cercana. Los fulerenos han sido detectados, gracias al telescopio Spitzer de la NASA, acompañados de grandes cantidades de hidrógeno, lo que contradice las teorías actuales. Estas moléculas, las más grandes conocidas en el espacio, pudieron transportar las semillas para que comenzara la vida en la Tierra.
Millones de diminutos ‘balones de fútbol’ galácticos flotan en el espacio exterior. Los investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) Aníbal García-Hernández y Arturo Manchado han liderado el equipo internacional de astrónomos que ha detectado enormes cantidades de las llamadas buckyesferas en el espacio. Gracias al telescopio espacial Spitzer, de la NASA, los investigadores han encontrado estas pequeñas moléculas de carbono con forma de pelotas de fútbol, también denominadas fulerenos, entorno a los restos de tres estrellas en la Vía Láctea y en otra galaxia cercana.
“Resulta que las buckyesferas son mucho más comunes y abundantes en el universo de lo que inicialmente se creía”, dice García-Hernández, primer autor del estudio que acaba de publicar The Astrophysical Journal Letters. “El Spitzer había descubierto recientemente estas moléculas en una ubicación específica, pero ahora las hemos visto en otros entornos, alrededor de estrellas comunes, como nuestro Sol, hacia el final de sus vidas.
El hallazgo tiene implicaciones importantes para entender la química de estas moléculas orgánicas, e incluso de la que hace posible la vida. Es posible que las buckyesferas del espacio exterior proporcionaran las semillas para la vida en la Tierra”, explica este astrónomo del IAC.
Las buckyesferas o fulerenos están hechos de 60 átomos de carbono ordenados en estructuras esféricas tridimensionales. Sus patrones alternativos de hexágonos y pentágonos coinciden con el diseño de una típica pelota de fútbol blanca y negra. Recibieron su nombre porque recuerdan a las cúpulas geodésicas del arquitecto Buckminster Fuller, que tienen círculos entrelazados en la superficie de una esfera parcial.
Estas moléculas fueron descubiertas en un laboratorio terrestre hace 25 años, hazaña que les valió el premio Nobel de Química de 1996 a los profesores Harry Kroto y Richard Smalley. Sin embargo, hasta el pasado julio el telescopio espacial de la NASA Spitzer no consiguió detectar pruebas de su existencia en el espacio. En ese momento, los investigadores responsables del descubrimiento pensaron que la presencia de estas esferas, las moléculas más grandes conocidas en el espacio, debía ser un fenómeno excepcional y aislado.
Sin embargo, los nuevos estudios del Spitzer demuestran que los fulerenos son mucho más comunes en el espacio de lo que se creía. Los astrónomos los descubrieron alrededor de los restos de tres estrellas como el Sol, llamadas nebulosas planetarias, en la Vía Láctea. Las nebulosas planetarias están compuestas por restos de estrellas que se desprendieron de sus capas exteriores de gas y polvo a medida que envejecían.
Un descubrimiento que contradice las teorías anteriores
Las nebulosas planetarias son conocidas por ser ricas en hidrógeno. Esto contradice lo que los investigadores han pensado durante décadas: que, como en el caso de los fulerenos que se obtienen en laboratorio, el hidrógeno inhibe la formación de estas grandes moléculas carbonadas. El hidrógeno contaminaría el carbono, provocando que formara cadenas y otras estructuras en lugar de las esferas, que no contienen nada de hidrógeno.
García-Hernández señala: “Ahora sabemos que los fulerenos y el hidrógeno coexisten en las nebulosas planetarias, lo que tiene importantes implicaciones en el mecanismo de formación y la química de estas enormes moléculas orgánicas”.
Los astrónomos también encontraron buckyesferas en una nebulosa planetaria de una galaxia cercana llamada Nube Pequeña de Magallanes. Este hallazgo supone la primera detección extragaláctica de estas moléculas y fue particularmente excitante para el equipo porque, en contraste con las nebulosas planetarias galácticas, la distancia a esta galaxia es conocida con exactitud.
Conocer la distancia hasta la fuente de los fulerenos cósmicos significaba que los investigadores podían calcular su cantidad: el 18% de la masa de la Tierra, o 15 veces la masa de la Luna, lo que supone un buen número de pequeñas esferas.
Las implicaciones de este estudio son de gran alcance. Los científicos habían especulado en el pasado con la idea de que los fulerenos, que podían actuar como jaulas para otras moléculas y átomos, podrían haber llevado sustancias hasta la Tierra que habrían impulsado el comienzo de la vida. Las evidencias de esta teoría proceden del hecho de que las buckyesferas han sido encontradas en meteoritos portando gases extraterrestres.
"Se trata de moléculas increíblemente estables, difíciles de destruir y que pueden transportar otras interesantes moléculas dentro de ellas", ilustra el co-autor Pedro García-Lario del Centro Europeo de Astronomía Espacial, de la ESA, en Madrid - "Esperamos aprender más sobre el importante papel que probablemente juegan estas moléculas en la muerte y el nacimiento de las estrellas y los planetas, y quizás en el surgimiento de la vida misma"- añade.
Aplicaciones tecnológicas
Las pequeñas esferas de carbono son relevantes también para la investigación tecnológica. Tienen aplicaciones potenciales en materiales superconductores, dispositivos ópticos, medicinas, purificación de agua, blindajes, etc.
Otros autores participantes en este estudio son: Letizia Stanghellini y Dick Shaw, del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica, en Tucson, Arizona (EE UU); Eva Villaver, de la Universidad Autónoma de Madrid; Ryszard Szczerba, del Centro Astronómico Nicolás Copérnico, en Torun, Polonia; y José V. Perea-Calderón, del Centro Europeo de Astronomía Espacial (INSA.), de la ESA, en Madrid.
Por fin sabemos de dónde obtienen los agujeros negros sus campos magnéticos: de las estrellas progenitoras que colapsan en estos espacios completamente desprovistos de materia. Para los autores, este hallazgo puede cambiar nuestra percepción de los sistemas estelares y su evolución.
Si bien los astrónomos ya habían capturado alrededor de dos docenas de imágenes ampliadas de este tipo de estrellas, es la primera vez que llegan a observar una de ellas en detalle.
