Espectros de reflectancia UV-vis recopilados durante la irradiación de hielo con 13C-acetileno (13C2H2) y 13C-metano (13CH4). (A) Hielo 13C2H2 irradiado a 10 K. (B) Hielo 13C2H2 irradiado a 40 K. (C) Hielo 13CH4 irradiado a 10 K. (D) Hielo 13CH4 irradiado a 20 K. Todos los espectros se normalizaron a 550 nm. Préstamo: Progreso de la ciencia (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adg6936
El cinturón de Kuiper es un enorme disco de cuerpos helados, incluido Plutón, que se encuentra justo más allá de la órbita de Neptuno en nuestro sistema solar. Los objetos observados en el Cinturón de Kuiper exhiben una gama de colores más diversa que cualquier otra población en el Sistema Solar, con colores que van del blanco al rojo oscuro. Si bien se desconoce la fuente de esta variación de color, los científicos especulan que probablemente sea el resultado de la exposición prolongada de materiales orgánicos a los rayos cósmicos galácticos.
Un nuevo estudio dirigido por investigadores del Departamento de Química Manoa de la Universidad de Hawái ha recreado el entorno en el Cinturón de Kuiper para descubrir qué causa la variedad de colores en las superficies ricas en hidrocarburos de los objetos del Cinturón de Kuiper, brindando una solución a un problema de larga data. problema de astrofísica. El estudio fue publicado en Progreso de la ciencia 31 de Mayo.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Ralf I. Kaiser realizó una investigación de vanguardia en la UH Manoa. Utilizaron experimentos de radiación de ultra alto vacío y realizaron análisis exhaustivos para investigar la evolución del color y su origen a nivel molecular a medida que los rayos cósmicos galácticos procesaban hidrocarburos como el metano y el acetileno en condiciones similares a las del cinturón de Kuiper.
Se ha descubierto que las unidades estructurales aromáticas (moléculas orgánicas con anillos de benceno fusionados) que contienen hasta tres anillos, por ejemplo en los compuestos químicos fenantreno, fenaleno y acenaftileno, unidos entre sí por puentes deficientes en hidrógeno, juegan un papel clave en la formación de manchas rojizas. colores. Los experimentos de UH demostraron el nivel de complejidad molecular de los rayos cósmicos galácticos que procesan los hidrocarburos y proporcionaron información sobre el papel que desempeña el hielo expuesto a la radiación en la producción temprana de moléculas precursoras biológicas, moléculas que participan en una reacción química que produce otra molécula.
“Esta investigación es un primer paso crucial en el descubrimiento sistemático de los portadores de las unidades moleculares responsables de las superficies ricas en hidrocarburos de los objetos del Cinturón de Kuiper”, dijo Kaiser. “Dado que las detecciones astronómicas también han detectado, por ejemplo, amoníaco, agua y metanol en la superficie de los objetos del Cinturón de Kuiper, es de esperar que más experimentos para procesar estos hielos con rayos cósmicos revelen la naturaleza de la verdadera diversidad de colores de los objetos del Cinturón de Kuiper a nivel molecular. nivel.”
El equipo de investigación incluyó a Ralf I. Kaiser, Chaojiang Zhang, Cheng Zhu, Andrew M. Turner e Ivan O. Antonov de UH Mānoa; Adrien D. Garcia y Cornelia Meinert de la Universidad de la Côte d’Azur en Francia; Leslie A. Young del Southwest Research Institute en Colorado; y David C. Jewitt de UCLA, quien anteriormente trabajó en el Instituto de Astronomía de la UH.
Proporcionado por la Universidad de Hawái en Manoa