El hielo interestelar consiste en granos de volátiles en la fase de hielo que se forman en el medio interestelar . Los granos de hielo y polvo forman el material primario a partir del cual se formó el Sistema Solar . Los granos de hielo se encuentran en las regiones densas de las nubes moleculares , donde se forman nuevas estrellas. Las temperaturas en estas regiones pueden ser tan bajas como 10 K (−263 °C; −442 °F), lo que permite que las moléculas que chocan con los granos formen un manto helado. A partir de entonces, los átomos experimentan un movimiento térmico a través de la superficie, formando finalmente enlaces con otros átomos. Esto da como resultado la formación de agua y metanol . [1] De hecho, los hielos están dominados por agua y metanol, así como amoníaco , monóxido de carbono y dióxido de carbono . También puede haber formaldehído congelado e hidrógeno molecular . Se encuentran en menor abundancia nitrilos , cetonas , ésteres [2] y sulfuro de carbonilo . [1] Los mantos de granos de hielo interestelar son generalmente amorfos y se vuelven cristalinos solo en presencia de una estrella. [3]
La composición del hielo interestelar se puede determinar a través de su espectro infrarrojo . A medida que la luz de las estrellas pasa a través de una nube molecular que contiene hielo, las moléculas en la nube absorben energía. Esta adsorción ocurre en las frecuencias características de vibración del gas y el polvo. Las características del hielo en la nube ocupan un lugar relativamente destacado en estos espectros, y la composición del hielo se puede determinar mediante comparación con muestras de materiales de hielo en la Tierra. [4] En los sitios directamente observables desde la Tierra, alrededor del 60-70% del hielo interestelar consiste en agua, que muestra una fuerte emisión a 3,05 μm debido al estiramiento del enlace O-H. [1]
En septiembre de 2012, los científicos de la NASA informaron que los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) , sometidos a condiciones de medio interestelar (ISM) , se transforman, a través de hidrogenación , oxigenación e hidroxilación , en compuestos orgánicos más complejos - "un paso en el camino hacia los aminoácidos y nucleótidos , las materias primas de las proteínas y el ADN , respectivamente". [5] [6] Además, como resultado de estas transformaciones, los HAP pierden su firma espectroscópica , lo que podría ser una de las razones "de la falta de detección de HAP en los granos de hielo interestelar , particularmente en las regiones externas de nubes frías y densas o en las capas moleculares superiores de los discos protoplanetarios ". [5] [6]
Una investigación publicada en la revista Science estima que entre el 30 y el 50% del agua del Sistema Solar , como el agua de la Tierra, los discos alrededor de Saturno y los meteoritos de otros planetas, estaba presente antes del nacimiento del Sol . [7]
El 18 de noviembre de 2014, la sonda Philae reveló la presencia de una gran cantidad de hielo de agua en el cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko . En el informe se afirma que «la resistencia del hielo encontrado bajo una capa de polvo en el primer lugar de aterrizaje es sorprendentemente alta». El equipo responsable del instrumento MUPUS (Sensores multiusos para la ciencia de la superficie y del subsuelo), que introdujo una sonda en el cometa, estimó que el cometa es duro como el hielo. «Aunque la potencia del martillo se incrementó gradualmente, no pudimos llegar a la profundidad de la superficie», explicó Tilman Spohn, del Instituto de Investigación Planetaria del DLR , que dirigió el equipo de investigación. [8]