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Definen la composición química de polvo estelar en meteoritos para comprender el proceso de formación de los cuerpos celestes del Sistema Solar

Un equipo de investigación internacional en el que participa la Universidad de Cádiz ha analizado este material mediante un microscopio que fotografía partículas tan diminutas como un virus. Con los resultados obtenidos, los investigadores estudian la evolución de objetos astronómicos como los planetas, el Sol u otras estrellas. 


Cádiz |
09 de marzo de 2022

Un equipo de investigación internacional en el que participa la Universidad de Cádiz, formado por la Academia Sinica (Taiwan), la División de Ciencias Planetarias del Laboratorio de Investigación de Física (India) y las universidades de Curtin (Australia) y Copenhague (Dinamarca) ha definido la composición química de polvo estelar de meteoritos para comprender el proceso de formación de los cuerpos celestes en el Sistema Solar. De este modo, los investigadores estudian cómo se produce la materia sólida en el espacio y la evolución de objetos astronómicos como los meteoritos.

El microscopio empleado está ubicado en la División de Microscopía Electrónica de la Universidad de Cádiz.

Los granos presolares son motas de polvo extraterrestres halladas en meteoritos que han caído a la Tierra. Aunque su tamaño no supera los 100 nanómetros -lo mismo que un virus-, se trata de uno de los materiales sólidos más antiguos presentes en el planeta, anteriores incluso al desarrollo del Sistema Solar hace 4.500 millones de años.

Los investigadores realizaron un análisis químico de las muestras de nueve granos presolares obtenidos de dos meteoritos diferentes, identificados como Isheyevo y NWA 801. Confirmaron la presencia de silicatos, composición mineral parecida al cuarzo, formados antes que el Sistema Solar.

Además, observaron que estos granos presolares presentaban una gran variedad de estructuras cristalinas, es decir, que los átomos estaban ordenados de forma compacta y creaban estructuras sólidas, en apariencia similares al cuarzo terrestre. No obstante, los investigadores destacan que también encontraron muestras amorfas, también sólidas pero sin una distribución física determinada.

Inalterados desde su formación

Estas muestras serían algo similar a un fósil de la actividad de las estrellas en el espacio hace más de 4.500 millones de años, dado que algunos de los granos presolares han quedado inalterados desde su formación. “Con su estudio, queremos arrojar luz sobre el evento cósmico en el que se produjeron. De este modo, podemos comprender mejor la historia del Universo, y aportar conocimiento sobre cómo se forman y evolucionan los cuerpos celestes”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Cádiz Luc Lajaunie.

Los expertos destacan, además, la dificultad de encontrar muestras de granos presolares intactos, puesto que los meteoritos pueden sufrir muchas alteraciones debido a posibles impactos con otros cuerpos celestes que flotan en el espacio, el calor de la atmósfera y su posterior colisión contra la superficie del planeta.

Según detallan los investigadores en el estudio ‘Microstructural and Chemical Investigations of Presolar Silicates from Diverse Stellar Enviroments’ publicado en The Astronomical Journal, este polvo estelar se adhiere a cuerpos celestes como los meteoritos y es producto de la muerte de dos tipos de estrellas que han perdido casi todo el combustible que las hace brillar, como una bombilla a punto de fundirse.

Los investigadores de la Universidad de Cádiz José J. Calvino y Luc Lajaunie, co-autores de la investigación.

Una clase es la supernova, explosión estelar que expulsa las capas exteriores de una estrella y enriquece el espacio que la rodea con polvo estelar. El otro tipo de estrella es la gigante roja, que al morir genera fuertes vientos solares que dispersan sus capas exteriores en el espacio. “Aunque los granos presolares procedan de dos tipos de estrellas diferentes, hemos comprobado que su rango de composiciones químicas es muy similar”, explica Luc Lajaunie.

Análisis químico

En concreto, los investigadores de la Universidad de Cádiz centraron su labor en analizar la composición química y la estructura física de los granos presolares ya aislados de dos meteoritos diferentes. Para ello, emplearon un microscopio único en España, ubicado en la División de Microscopía Electrónica de la Universidad de Cádiz, para realizar diversos análisis al mismo tiempo. Asimismo, captaron imágenes de las muestras de polvo estelar a escala nanométrica, es decir, fotografiaron partículas con tamaños entre 1 y 100 nanómetros, tan diminutas como un virus.

Actualmente, los científicos de la Universidad de Cádiz centran su labor en otra línea de investigación: analizar cómo emplear la luz solar para generar energías limpias y materiales alternativos para producir hidrógeno verde, es decir, un hidrógeno que se produce a partir de fuentes renovables y que al quemarse sólo produce vapor de agua en vez de los habituales gases efecto invernadero.

Este estudio ha sido financiado por la Fundación Carlsberg, la Fundación de Investigación Nacional Danesa y el Consejo Europeo de Investigación. También ha contado con apoyo del proyecto ESTEEM 3 del programa de I+D+i Horizonte 2020 de la Comisión Europea, el Ministerio de Ciencia e Innovación y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).

Referencias

Sanghani, M.; Lajaunie, L.; Marhas, K.K.; Rickard, W.D.A.; Silver, S.Y.H.; Peeters, Z.; Shang, H.; Lee, D.C.; Calvino, J.J. & Bizarro, M. (2022). ’Microstructural and Chemical Investigations of Presolar Silicates from Diverse Stellar Enviroments’. The Astronomical Journal, 925:111.

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