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| Nube molecular. |
"Creemos que el agua de la Tierra fue transportada por los cometas durante las primeras etapas de la historia de la Tierra y que los cometas se formaron a partir del material interestelar dejado tras el nacimiento del Sol, pero el paso anterior no estaba claro", dice Frankland.
El agua es relativamente abundante en el medio interestelar y los átomos de hidrógeno son extremadamente comunes, pero hay un problema con el otro ingrediente vital del H2O. Las reacciones gaseosas que pueden tener lugar en el medio interestelar están limitadas por las bajas temperaturas y presiones. Los experimentos demostraron que es posible que los átomos de hidrógeno se combinen en el medio interestelar con las moléculas de oxígeno (O2) u ozono (O3) bajo ciertas condiciones. No obstante, recientes observaciones realizadas por misiones satelitales han detectado muy poco oxígeno molecular gaseoso (O2) y nunca se ha detectado ozono (O3) en estas regiones del espacio. Por otra parte, el oxígeno atómico (O) es bastante común, pero las reacciones gaseosas entre el hidrógeno y el oxígeno atómico no pueden tener en cuenta la cantidad de agua observada. Incluso las cantidades observadas de oxígeno atómico sugieren que "falta" algo en las regiones de formación estelar en comparación con el resto de espacio interestelar.
Frankland y sus colegas de Heriot-Watt creen que los granos de polvo, que forman aproximadamente un 1% del medio interestelar, tienen la clave para proporcionar una superficie que ayude a que tengan lugar las reacciones. Además, algunas moléculas permanecen pegadas a la superficie, formando una cobertura helada con el tiempo. Esta cobertura, que principalmente es hielo de agua, puede desempeñar un papel en las reacciones.
El equipo de Heriot-Watt ha desarrollado técnicas científicas de superficie pioneras para evaluar experimentalmente de forma exacta cómo podrían suceder tales reacciones. No obstante, las temperaturas del espacio interestelar son de apenas pocos grados sobre el cero absoluto, por lo que recrear las condiciones en el laboratorio ha sido todo un reto.
"Nuestros experimentos dependen de ser capaces de reproducir en el laboratorio las bajísimas presiones y temperaturas de estas regiones de formación estelar. Configuramos nuestros experimentos en una cámara de vacío y la enfriamos a -268 grados Celsius, usando técnicas sensibles para explorar el comportamiento físico y químico de los átomos de oxígeno y las moléculas en la superficie de los granos de polvo y hielo", comenta Frankland.
Inicialmente, los experimentos han observado cómo afectan las superficies de las partículas de polvo a las reacciones del oxígeno en sus distintas formas, para eliminar otras reacciones de formación de agua. No obstante, el objetivo final de esta investigación será combinar rayos atómicos de oxígeno e hidrógeno y estudiar in situ la formación de agua en la superficie de un grano.
"Estos experimentos iniciales están dando algunos resultados interesantes que nos permiten observar cómo se desarrolla la capa de hielo en las partículas de polvo. Parece que los átomos de oxígeno pueden quedar atrapados dentro de los mantos helados. Tenemos que seguir trabajando, pero puede que nuestros experimentos ayuden a resolver el misterio del oxígeno atómico perdido así como de dónde procede el agua", señala Frankland.
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