{"id":69751,"date":"2023-05-18T07:53:42","date_gmt":"2023-05-18T07:53:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ull.es\/portal\/noticias\/?p=69751"},"modified":"2023-05-18T07:53:42","modified_gmt":"2023-05-18T07:53:42","slug":"soluciona-viejo-problema-sobre-determinacion-composicion-quimica-universo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ull.es\/portal\/noticias\/2023\/soluciona-viejo-problema-sobre-determinacion-composicion-quimica-universo\/","title":{"rendered":"Un equipo internacional soluciona un viejo problema sobre la determinaci\u00f3n de la composici\u00f3n qu\u00edmica del universo"},"content":{"rendered":"<p>Una investigaci\u00f3n realizada por un equipo cient\u00edfico de la Universidad de Heidelberg (UH), el Instituto de Astrof\u00edsica de Canarias (IAC), la Universidad de La Laguna y la Universidad Nacional Aut\u00f3noma de M\u00e9xico (UNAM) permite resolver la <em>discrepancia de abundancias<\/em>, un enigma de hace ochenta a\u00f1os sobre la composici\u00f3n qu\u00edmica del universo. Encuentran que el efecto de las variaciones de temperatura en las grandes nubes de gas donde nacen las estrellas ha llevado a subestimar la cantidad de elementos pesados en el Universo. Los resultados han sido publicados en la prestigiosa revista <em>Nature<\/em>.<\/p>\n<p>Todas las estrellas nacen, viven y mueren, y de ello depende la existencia de la vida. En el origen del Universo, toda la materia existente consist\u00eda en hidr\u00f3geno y helio (los dos elementos qu\u00edmicos m\u00e1s sencillos), con peque\u00f1\u00edsimas cantidades de litio. El resto de los elementos qu\u00edmicos (como el carbono y el ox\u00edgeno, indispensables para los seres vivos) se han formado posteriormente, a trav\u00e9s de diversos procesos relacionados con la evoluci\u00f3n y muerte de las estrellas. De ah\u00ed la conocida afirmaci\u00f3n de \u201csomos polvo de estrellas\u201d.<\/p>\n<p>Entre las fases de muerte y nacimiento de nuevas estrellas, la materia se acumula en gigantescas nubes de gas que son iluminadas por estrellas neonatas. Estas nubes brillantes reciben el nombre de regiones HII\u00a0(la Nebulosa de Ori\u00f3n ser\u00eda el ejemplo m\u00e1s conocido). La luz que emiten puede observarse hasta en las galaxias m\u00e1s lejanas y son clave para trazar la historia de la formaci\u00f3n estelar y determinar la composici\u00f3n qu\u00edmica del Universo. Sin embargo, las distintas formas de estudiar estas regiones HII han dado lugar a resultados discrepantes durante los \u00faltimos 80 a\u00f1os.<\/p>\n<p>Hizo falta descubrir la estructura del \u00e1tomo para dar el gran salto al descubrimiento del Universo a trav\u00e9s de la espectroscop\u00eda. Esta t\u00e9cnica, que permite analizar la composici\u00f3n qu\u00edmica de la materia a partir de la dispersi\u00f3n de la luz, aporta informaci\u00f3n de la proporci\u00f3n de elementos qu\u00edmicos, temperaturas, densidades, velocidades, etc. Este c\u00f3digo de barras est\u00e1 compuesto por l\u00edneas y cada l\u00ednea est\u00e1 asociada a diferencias de energ\u00eda \u00fanicas de cada elemento qu\u00edmico seg\u00fan su composici\u00f3n y condiciones f\u00edsicas.<\/p>\n<p>Sin embargo, desde 1942 se encontr\u00f3 que, para un mismo \u00e1tomo, las brillantes l\u00edneas producidas por colisiones entre \u00e9ste y los electrones (l\u00edneas excitadas colisionalmente) proporcionaban\u00a0aproximadamente la mitad de la abundancia que las l\u00edneas producidas por la captura de electrones (l\u00edneas de recombinaci\u00f3n). As\u00ed, determinar cu\u00e1l es la abundancia correcta de los elementos qu\u00edmicos en las nebulosas ha sido un quebradero de cabeza para muchos astr\u00f3nomos durante m\u00e1s de ocho d\u00e9cadas.<\/p>\n<p><strong>Una nueva perspectiva<\/strong><\/p>\n<p>Durante ese largo periodo de tiempo, han surgido diversas hip\u00f3tesis para explicar el problema. Una de las m\u00e1s destacadas es la planteada, en 1967, por Manuel Peimbert, investigador de la UNAM y coautor del presente art\u00edculo. Seg\u00fan este astrof\u00edsico, el brillo de las l\u00edneas excitadas colisionalmente depende fuertemente de la temperatura; si \u00e9sta presenta variaciones, las abundancias qu\u00edmicas estar\u00e1n subestimadas. En cambio, las l\u00edneas de recombinaci\u00f3n no presentan dicho problema, proporcionando los valores correctos.<\/p>\n<p>Para C\u00e9sar Esteban, investigador del IAC, profesor de la Universidad de La Laguna y coautor del art\u00edculo, hay un problema a\u00f1adido: \u201cUna de las mayores dificultades para cuantificar la discrepancia de abundancias es que las l\u00edneas de recombinaci\u00f3n de elementos pesados son extremadamente dif\u00edciles de observar, siendo aproximadamente 10.000 veces m\u00e1s d\u00e9biles que las l\u00edneas excitadas colisionalmente producidas por el mismo \u00e1tomo\u201d.<\/p>\n<p>Este reto motiv\u00f3 al equipo de investigaci\u00f3n a utilizar los mayores y m\u00e1s avanzados telescopios del mundo, entre ellos el Gran Telescopio Canarias (GTC o Grantecan) ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma. \u201cTras m\u00e1s de 20 a\u00f1os de observar y analizar en detalle una gran cantidad de regiones HII, nuestro grupo del IAC ha reunido un conjunto de datos espectrosc\u00f3picos de nuestra V\u00eda L\u00e1ctea y otras galaxias con una calidad sin precedentes que ha hecho posible este resultado\u201d, se\u00f1ala Jorge Garc\u00eda Rojas, tambi\u00e9n investigador del IAC y coautor del art\u00edculo.<\/p>\n<p>Gracias a la gran calidad de los datos obtenidos, el equipo ha conseguido encajar todas las piezas del rompecabezas al descubrir que las variaciones de temperatura est\u00e1n presentes, pero no en toda la nebulosa, sino concentradas en las zonas m\u00e1s internas e ionizadas. \u201cDe hecho, sorprendentemente, encontramos que la temperatura calculada con las l\u00edneas de nitr\u00f3geno [NII] es representativa del valor promedio de las zonas externas de las nebulosas y, por lo tanto, \u00fatil para calcular las abundancias qu\u00edmicas correctas\u201d, explica Jos\u00e9 Eduardo M\u00e9ndez-Delgado, investigador de la UH y autor principal del art\u00edculo. \u201cLa evidencia observacional ya estaba disponible, solo faltaba verla con la perspectiva adecuada\u201d, a\u00f1ade.<\/p>\n<p>Desde este nuevo escenario, el equipo de investigaci\u00f3n ha podido constatar que la inmensa mayor\u00eda de los estudios previos basados en el an\u00e1lisis de las brillantes l\u00edneas excitadas colisionalmente han subestimado las abundancias de elementos pesados. \u201cAdem\u00e1s, la evidencia indica que este efecto podr\u00eda ser mayor en los objetos menos evolucionados del Universo como, por ejemplo, las galaxias lejanas y j\u00f3venes que estamos descubriendo con el telescopio espacial James Webb\u201d, comenta Kathryn Kreckel, investigadora de la UH y coautora del art\u00edculo.<\/p>\n<p>El estudio propone tambi\u00e9n una serie de relaciones que permiten estimar correctamente la abundancia de elementos pesados a\u00fan sin la necesidad de observar las d\u00e9biles l\u00edneas de recombinaci\u00f3n. \u201cEsto permite corregir los datos disponibles y analizar adecuadamente las observaciones futuras, lo que sin duda cambiar\u00e1 muchas de las ideas que ten\u00edamos sobre la composici\u00f3n qu\u00edmica del Universo\u201d, concluye M\u00e9ndez Delgado, quien finaliz\u00f3 su tesis doctoral en el IAC en 2022.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Una investigaci\u00f3n realizada por un equipo cient\u00edfico de la Universidad de Heidelberg (UH), el Instituto de Astrof\u00edsica de Canarias (IAC),&#8230;<\/p>\n","protected":false},"author":21,"featured_media":69752,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"inline_featured_image":false,"footnotes":""},"categories":[345,350,2765],"tags":[561,1454,1955],"acf":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v21.3 - 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