· Un grupo internacional de astrónomos
basados en 190 espectros de nebulosas encontró que la cantidad de carbono,
nitrógeno, oxígeno y neón es de dos a cuatro veces mayor que lo conocido hasta
ahora por otro método
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Este hallazgo logra mayor precisión sobre el conocimiento de la composición
química del Universo y permite hacer modelos más exactos, afirmó Manuel
Peimbert Sierra
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El artículo se publica hoy en la prestigiosa revista Nature
Un grupo internacional de
astrónomos descubrió, partiendo de una idea propuesta en 1967 por Manuel
Peimbert Sierra, investigador emérito del Instituto de Astronomía (IA) de la
UNAM, que la cantidad de algunos elementos químicos que conforman las nebulosas
de regiones HII en el Universo es de dos a cuatro veces mayor que lo aceptado
hasta ahora.
Mientras
que las cantidades de los elementos químicos mayoritarios en el Cosmos, que son
el hidrógeno y el helio, no son tan relevantes, las diferencias de elementos
presentes en menor cantidad, como carbono, nitrógeno, oxígeno y neón, son de
dos a cuatro veces mayores que lo conocido con otro método, aseguró Peimbert
Sierra.
Este
resultado fue posible utilizando un método que antes no se consideraba por
tener señales 10 mil veces más débiles que las utilizadas hasta ahora con un
método convencional. Pero empleando un conjunto de observaciones públicas de
gran precisión, varias de ellas obtenidas con el Gran Telescopio Canarias
(GTC), que tiene un espejo primario de 10.4 metros de diámetro, fue posible
estudiar 2900 líneas de emisión de 190 espectros de un conjunto de nebulosas
que muestran una discrepancia de dos a cuatro veces mayor a lo conocido hasta
ahora.
“Este hallazgo logra mayor precisión sobre el conocimiento de la composición
química del Universo y permite hacer modelos más exactos”, puntualizó el
doctor honoris causa por la UNAM y miembro de El Colegio
Nacional.
El
equipo, encabezado por el mexicano José Eduardo Méndez Delgado, egresado de la
Facultad de Ciencias (FC) de la UNAM y actual investigador en la Universidad de
Heidelberg, Alemania, contó con la colaboración de Kathryn Kreckel, de la misma
institución germana; Manuel Peimbert Sierra, del IA de la UNAM; además de César
Esteban López y Jorge García Rojas, del Instituto Astrofísico de Canarias,
España.
Su
hallazgo, que se refiere a las abundancias de elementos químicos en 190
espectros de nebulosas de nuestra y otras galaxias, se publica este 17 de mayo
en la prestigiosa revista Nature.
“Cuatro
de los cinco co-autores del artículo tienen o han tenido alguna relación
directa con la UNAM. Eduardo fue estudiante de licenciatura en Física, mientras
que Jorge y César tuvieron contratos postdoctorales en el IA. El español César
Esteban ha tenido colaboraciones con este Instituto, por lo que este trabajo es
fruto de una larga y fecunda tradición de la astronomía nebular en la UNAM”,
destacó Peimbert Sierra.
Procesos
de recombinación
Los
objetos de estudio son las nebulosas de las regiones HII, nubes gaseosas de
cientos o miles de masas solares que están formando estrellas muy masivas que
ionizan (le dan carga eléctrica) a las nubes de gas que las rodean y que no
participaron en la formación estelar.
Peimbert
Sierra explicó que el gas está constituido principalmente por hidrógeno, helio,
carbono, nitrógeno, oxígeno y neón. Los estudios espectroscópicos muestran que
cada uno de estos elementos emite luz en longitudes de onda (colores) muy
precisos, que se llaman líneas de emisión.
“Queremos
determinar con gran precisión la composición química de estas nubes, y existen
dos métodos distintos para lograrlo. Uno emplea las líneas más brillantes (que
provienen de procesos de excitación colisional) de carbono, nitrógeno, oxígeno
y neón que son las que se emplean con mayor frecuencia para determinar su
composición química. Pero hay líneas de emisión que provienen de otros
procesos, llamados de recombinación, que son fuertes en el caso del hidrógeno y
el helio, pero extremadamente débiles en el caso de carbono, nitrógeno y
oxígeno”, precisó.
Al
interpretar estas observaciones, los astrónomos encontraron discrepancias. Las
abundancias relativas al hidrógeno de recombinación son dos a cuatro veces mayores
que las que se derivan de las líneas de excitación colisional, lo que causa un
gran problema, pues deberían coincidir. “Esta diferencia tiene consecuencias
importantes en la interpretación de la historia química de las galaxias”,
detalló Peimbert Sierra.
Desde
hace 56 años, el investigador emérito propuso que esta discrepancia se debe a
que la temperatura de cada una de las regiones observadas no es homogénea, sino
que el gas tiene irregularidades en la temperatura.
El
resultado que se publica hoy en Nature presenta un conjunto de
observaciones muy amplio, con cerca de tres mil observaciones independientes de
190 espectros de una variedad de nebulosas. “Hemos demostrado que la
combinación química correcta corresponde al cociente de las líneas de recombinación”,
dijo Peimbert Sierra.
El
astrónomo reconoció que costará trabajo entre la comunidad científica aplicar
con más frecuencia este método de recombinación, pues requiere más tiempo de
observación en el telescopio. “Pero estamos presentando resultados más precisos
acerca de la composición química del Universo, que además ayudarán a tener
modelos más exactos”, concluyó.
FUENTE: UNAM