Encontrar diamantes en meteoritos hizo que los científicos pensaran seriamente sobre cómo podrían ocurrir en el espacio. El concepto de este artista muestra una multitud de diamantes junto a una estrella caliente. Imagen de NASA / JPL-Caltech.
Los diamantes pueden ser raros en la Tierra, pero sorprendentemente comunes en el espacio, y los ojos infrarrojos súper sensibles del telescopio espacial Spitzer de la NASA son perfectos para explorarlos, dicen los científicos del Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California.
Utilizando simulaciones por computadora, los investigadores han desarrollado una estrategia para encontrar diamantes en el espacio que solo tienen un tamaño nanométrico (una billonésima parte de un metro). Estas gemas son aproximadamente 25,000 veces más pequeñas que un grano de arena, demasiado pequeñas para un anillo de compromiso. Pero los astrónomos creen que estas pequeñas partículas podrían proporcionar información valiosa sobre cómo las moléculas ricas en carbono, la base de la vida en la Tierra, se desarrollan en el cosmos.
Los científicos comenzaron a reflexionar seriamente sobre la presencia de diamantes en el espacio en la década de 1980, cuando los estudios de meteoritos que se estrellaron contra la Tierra revelaron muchos diamantes diminutos de tamaño nanométrico. Los astrónomos determinaron que el 3 por ciento de todo el carbono encontrado en los meteoritos vino en forma de nanodiamantes. Si los meteoritos son un reflejo del contenido de polvo en el espacio exterior, los cálculos muestran que solo un gramo de polvo y gas en una nube cósmica podría contener hasta 10,000 billones de nanodiamantes.
"La pregunta que siempre nos hacen es, si los nanodiamantes son abundantes en el espacio, ¿por qué no los hemos visto con más frecuencia?" dice Charles Bauschlicher del Centro de Investigación Ames. Solo han sido vistos dos veces. "La verdad es que no sabíamos lo suficiente sobre sus propiedades infrarrojas y electrónicas para detectar su huella digital".
Para resolver este dilema, Bauschlicher y su equipo de investigación utilizaron software para simular las condiciones del medio interestelar, el espacio entre estrellas, lleno de nanodiamantes. Descubrieron que estos diamantes espaciales brillan intensamente en rangos de luz infrarroja de 3,4 a 3,5 micras y de 6 a 10 micras, donde Spitzer es especialmente sensible.
Los astrónomos deberían poder ver los diamantes celestes buscando sus "huellas digitales infrarrojas" únicas. Cuando la luz de una estrella cercana golpea una molécula, sus enlaces se estiran, tuercen y flexionan, emitiendo un color distintivo de luz infrarroja. Como un prisma que rompe la luz blanca en un arco iris, el instrumento del espectrómetro infrarrojo Spitzers divide la luz infrarroja en sus componentes, lo que permite a los científicos ver la firma de la luz de cada molécula individual.
Los miembros del equipo sospechan que aún no se han visto más diamantes en el espacio porque los astrónomos no han estado buscando en los lugares correctos con los instrumentos correctos. Los diamantes están hechos de átomos de carbono fuertemente unidos, por lo que se necesita mucha luz ultravioleta de alta energía para hacer que los enlaces de diamantes se doblen y se muevan, produciendo una huella digital infrarroja. Por lo tanto, los científicos concluyeron que el mejor lugar para ver un brillo característico de diamantes espaciales es justo al lado de una estrella caliente.
Una vez que los astrónomos descubren dónde buscar nanodiamantes, otro misterio es descubrir cómo se forman en el entorno del espacio interestelar.
"Los diamantes espaciales se forman en condiciones muy diferentes a las que se forman en la Tierra", dice Louis Allamandola, también de Ames.
Señala que los diamantes en la Tierra se forman bajo una inmensa presión, en el interior del planeta, donde las temperaturas también son muy altas. Sin embargo, los diamantes espaciales se encuentran en nubes moleculares frías donde las presiones son miles de millones de veces más bajas y las temperaturas están por debajo de menos 240 grados Celsius (menos 400 grados Fahrenheit).
"Ahora que sabemos dónde buscar nanodiamantes brillantes, los telescopios infrarrojos como Spitzer pueden ayudarnos a aprender más sobre su vida en el espacio", dice Allamandola.
El artículo de Bauschlichers sobre este tema ha sido aceptado para su publicación en Astrophysical Journal. Allamandola fue coautora del artículo, junto con Yufei Liu, Alessandra Ricca y Andrew L. Mattioda, también de Ames.
El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, en Pasadena, California, administra la misión del Telescopio Espacial Spitzer para la Dirección de la Misión Científica de la NASA, Washington. Las operaciones científicas se llevan a cabo en el Centro de Ciencias Spitzer en el Instituto de Tecnología de California, también en Pasadena. Caltech gestiona JPL para la NASA.