El Cinturón de Kuiper es un disco masivo de cuerpos helados, incluido Plutón, que se encuentra justo fuera de la órbita de Neptuno en nuestro sistema solar. Los objetos observados en el Cinturón de Kuiper exhiben una gama de colores más diversa que cualquier otra población del sistema solar, con colores que van del blanco al rojizo oscuro. Si bien se desconoce la fuente de esta diversidad de colores, los científicos han especulado que probablemente sea el resultado de la exposición prolongada a la radiación de materiales orgánicos por los rayos cósmicos galácticos.
Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Hawái en el Departamento de Química de Manoa ha replicado el entorno en el Cinturón de Kuiper para descubrir qué está causando la variedad de colores en las superficies ricas en hidrocarburos de los objetos del Cinturón de Kuiper, proporcionando una solución a un problema de larga data. problema de astrofísica. El estudio fue publicado en Science Advances el 31 de mayo.
El equipo de investigación dirigido por el profesor Ralf I. Kaiser realizó la investigación de vanguardia en la UH Manoa. Utilizaron experimentos de irradiación de ultra alto vacío y realizaron análisis exhaustivos para examinar la evolución del color y su origen a nivel molecular, a medida que los rayos cósmicos galácticos procesaban hidrocarburos, como el metano y el acetileno, en condiciones similares a las del cinturón de Kuiper.
Se descubrió que las unidades estructurales aromáticas (moléculas orgánicas con anillos de benceno fusionados) que llevan hasta tres anillos, por ejemplo en los compuestos químicos fenantreno, fenaleno y acenaftileno, conectados entre sí por puentes deficientes en hidrógeno, juegan un papel clave en la producción de colores rojizos. Los experimentos de UH demostraron el nivel de complejidad molecular de los rayos cósmicos galácticos que procesan los hidrocarburos y proporcionaron información sobre el papel que desempeñan los hielos expuestos a la radiación en la producción temprana de moléculas precursoras biológicas, moléculas que participan en una reacción química que produce otra molécula.
«Esta investigación es un primer paso crítico para desentrañar sistemáticamente los portadores de las unidades moleculares responsables de las superficies ricas en hidrocarburos de los objetos del Cinturón de Kuiper», dijo Kaiser. «Dado que las detecciones astronómicas también detectaron, por ejemplo, amoníaco, agua y metanol, en las superficies de los objetos del Cinturón de Kuiper, es de esperar que más experimentos sobre el procesamiento de rayos cósmicos de estos hielos revelen la naturaleza de la verdadera diversidad de colores de los objetos del Cinturón de Kuiper en el plano molecular. nivel.»
El equipo de investigación estaba formado por Ralf I. Kaiser, Chaojiang Zhang, Cheng Zhu, Andrew M. Turner e Ivan O. Antonov de UH Mānoa; Adrien D. García y Cornelia Meinert de la Universidad de Côte d’Azur en Francia; Leslie A. Young del Southwest Research Institute en Colorado; y David C. Jewitt de UCLA, quien anteriormente trabajó en el Instituto de Astronomía de UH.
Con información de Science
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