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De las seis moléculas de gases nobles existentes; helio, neón, argón kriptón, xenón y radón, tan sólo el argón ha sido la única descubierta en el espacio. Todos ellos son gases monoatómicos incoloros e inodoros con una muy baja reactividad química. Así que, ¿cómo pudieron realizar los astrónomos mediante el Observatorio Espacial Herschel este inusual descubrimiento? Pues en Messier 1, la Nebulosa del Cangrejo.Air Jordan 1

M1, Nebulosa del Cangrejo

Imagen tomada por el Hubble de la Nebulosa del Cangrejo, Messier 1 o M1 (NASA/ESA, J. Hester y A. Loll - Arizona State University).

En un estudio dirigido por el profesor Mike Barlow (del Dpto. de Física y Astronomía de la UCL) cuando estaba realizando mediciones con luz infrarroja en las regiones de gas frío y polvo del remanente de una supernova, se toparon con la huella química de iones de hidruro de argón. Observando en longitudes de onda más largas que la luz visible, los científicos dieron credibilidad a las teorías actuales acerca de cómo se genera naturalmente el argón.

"Mientras estábamos realizando con el Observatorio Espacial Herschel una inspección del polvo con en varios restos de supernovas brillantes, entre la que se incluía la Nebulosa del Cangrejo, descubrimos la inesperada presencia de iones de hidruro de argón, hecho que no te esperas, puesto que un átomo como el argón, un gas noble, pudiera formar moléculas y menos aún que estubieran presentes en el duro ambiente de los restos de una supernova", comentó Barlow.

Cunado tratamos con una estrella, sabemos que está caliente y emite en el espectro visible. Los cuerpos fríos como el polvo de las nebulosas se observan mejor en el infrarrojo, pero existe un problema, la atmósfera de la Tierra interfiere en la detección de esa banda lateral del espectro electromagnético. A pesar de que podemos ver nebulosas en el espectro visible, lo que percibimos es el resultado de los gases excitados calientes, pero no las regiones frías y polvorientas. Estas regiones invisibles son la especialización de los instrumentos SPIRE del Herschel. Estos cartografían el polvo en el infrarrojo lejano mediante sus observaciones espectroscópicas. En este caso, los investigadores se quedaron un tanto asombrados cuando encontraron varios datos inusuales que precisaron un cierto tiempo para su completa comprensión.

"Observar los espectros infrarrojos resulta muy útil, puesto que nos proporciona información sobre las moléculas, en concreto, sobre sus características rotacionales. Cuando se tienen por ejemplo, dos átomos unidos entre sí, siempre giran alrededor de su centro de masas común. La velocidad a la que pueden girar es a frecuencias cuantificadas muy concretas, que podemos detectar en forma de luz infrarroja mediante nuestro telescopio", manifestó Barlow.

Según el comunicado de prensa, los elementos pueden existir de formas diferentes, estas formas se conocen con el nombre de isótopos, los cuales se diferencian entre sí en el distinto número de neutrones presentes en sus núcleos atómicos. Respecto a sus propiedades, vienen a ser casi iguales entre ellos, pero poseen masas diferentes. Debido a esto, su velocidad de rotación depende de qué isótopos están presentes en la molécula. "La luz procedente de determinadas regiones de la Nebulosa del Cangrejo, mostró picos inexplicados y extremadamente intensos alrededor de 618 y 1.235 gigahercios". Al comparar estos datos con las propiedades de varias moléculas conocidas, el equipo científico llegó a la conclusión de que la misteriosa emisión era consecuencia de la rotación de iones moleculares de hidruro de argón.

Y lo más importante, podría ser aislado. El único isótopo del argón que podría rotar de esa misma forma era el argón 36. Al parecer, la energía liberada por la estrella de neutrones presente en el centro de la nebulosa del Cangrejo era de argón ionizado, que posteriormente se combinaba con moléculas de hidrógeno para formar el ión molecular ArH +

El profesor Bruce Swinyard (del Departmento de Física y Astronomía y el Rutherford Appleton Laboratory de la UCL) y miembro del equipo, agregó: "Nuestro descubrimiento fue inesperado, debido a que normalmente cuando uno se encuentra con una molécula nueva en el espacio, su señal suele ser débil y hay que trabajar duro para identificarla. En este caso, acababa de saltar del espectro".

¿Constituye la presencia en una supernova de Argón 36 un residuo natural? Así es, a pesar de que el descubrimiento fue el primero en su clase, no será la última vez que se detecta. Ahora, los astrónomos pueden consolidar sus teorías acerca de cómo se forma el argón 36 y no el argón 40, que también forma parte de la estructura de la supernova. Sin embargo, aquí en la Tierra, el argón 40 constituye un isótopo predominante, el cual se forma a través de la desintegración radiactiva del potasio en las rocas.

La investigación de los gases nobles seguirá siendo una línea principal de investigación en el UCL. Como coincidencia asombrosa, el argón junto con otros gases nobles, fueron descubiertos por William Ramsay a finales del siglo XIX. ¿Me pregunto qué habría pensado si hubiera sabido lo lejos que nos habría llevado su descubrimiento?

Fuente: Universe Today

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