Entre el 20 y 30 por ciento de la masa de nuestra galaxia está en la forma de medio interestelar (ISM – Interstellar Medium), por ejemplo, el material entre las estrellas. El ISM consiste primariamente de gas, con hidrógeno atómico o molecular y helio, contribuyendo con aproximadamente con dos tercios y un tercio de la masa total respectivamente. Los siguientes átomos abundantes, oxígeno, carbono y nitrógeno, cuentan colectivamente con cerca del 1% de la masa del ISM. Los elementos remanentes están presentes solo como trazas. Aproximadamente el 1% de la masa del ISM está presente en forma de partículas de polvo del tamaño de un micrón. Las observaciones astronómicas, combinadas con estudios de ‘granos’ interestelares preservados en meteoritos, sugieren que el polvo podría consistir de diversas maneras de carbono amorfo, hidrocarburos aromáticos policíclicos, diamantes, carburo de silicio, y otros candidatos, todos con o sin mantos de hielo y/o compuestos orgánicos.

Los componentes importantes del ISM son nubes moleculares, las cuales son densas, objetos masivos encontrados a través de la Vía Láctea y en muchas otras galaxias. En esas nubes moleculares, la densidad del gas es de 10³ a 10⁶ partículas por cm³, el cual es muy alto para los estándares interestelares, y sus masas pueden ser tan grandes como el equivalente a varios millones de veces la masa del Sol. Son también usualmente objetos muy fríos, con temperaturas típicas en el rango de 10 a 100 K. Dadas sus grandes masas, estos objetos son también sitios para la formación de estrellas y planetas, y también donde ocurre la compleja fase-gas química.

Las observaciones astronómicas del ISM han revelado la presencia de numerosos compuestos orgánicos. Más de 125 especies químicas diferentes han sido identificadas en regiones interestelares y circunestelares, algunas conteniendo 10 o más átomos de carbono (Ver la Tabla anexa). Asumiendo que el carbono en el ISM está presente en abundancia cósmica, entonces solo el 0.04% de ese material es carbono, aunque aproximadamente el 80% de las especies observadas en el ISM son orgánicas, incluyendo casi todas las moléculas grandes, muchas de las cuales son relativamente complejas. Los compuestos orgánicos son, sin embargo, solo un pequeño constituyente del ISM y son menos del 1% de la masa total. Los compuestos inorgánicos abundan, por ejemplo, el CO, siendo casi el 20% del carbono en las densas nubes interestelares. El CO es, superado numéricamente por las especies moleculares más comunes, H₂, por ejemplo, por un factor de 10,000 aproximadamente. La mayoría de las especies identificadas en el ISM han sido descubiertas utilizando técnicas espectroscópicas de alta resolución de radio (1 Parte en 10⁶ a 10⁸) y astronomía milimétrica. Este triunfo de la radioastronomía ha cambiado nuestra percepción del Universo como un predominantemente enrarecido ambiente atómico a uno conteniendo una gran cantidad de componentes orgánicos moleculares.

Moléculas interestelares y circunstelares conocidas. Crédito: H. Alwyn Wootten, National Radio Astronomy Observatory, Actualizaciones disponibles en http://www.cv.nrao.edu/~awootten/allmols.html (Clic para agrandar).

Esta publicación participa en la XIII Edición del Carnaval de Química, hospedada en esta ocasión en el blog Curiosidades de un Químico Soñador de Daniel Martín Yerga.

Referencias

National Radio Astronomy Observatory Website

The Physics And Chemistry Of The Interstellar Medium

A.G.G.M. TIELENS

The Chemistry in the ISM

C.Ceccarelli

A Cold Complex Chemistry Toward The Low-Mass Protostar B1-B: Evidence For Complex Molecule Production In Ice

Karin I. Oberg et al.

Complex Chemistry In Star-Forming Regions: An Expanded Gas-Grain Warm-Up Chemical Model

Garrod, Widicus Weaver & Herbst

Discovery of Interstellar Propylene (CH2CHCH3): Missing Links in Interstellar Gas–Phase Chemistry

Marcelino et al.