Un equipo internacional liderado por científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España logró demostrar el papel clave del hidrógeno en la formación del polvo cósmico que rodea a las gigantes rojas, estrellas de masa baja o intermedia que se encuentran en la etapa final de su vida.
El hallazgo, publicado en la revista Nature Astronomy, ayuda a entender mejor cómo se forman algunas de las partículas sólidas más importantes del universo. Aunque el polvo cósmico puede parecer un componente menor, estas diminutas partículas intervienen en procesos esenciales, como la evolución de galaxias, la formación de estrellas y planetas, y la química del medio interestelar.
La investigación fue posible gracias a STARDUST, una instalación singular del CSIC ubicada en Madrid. Esta máquina fue diseñada para producir análogos de polvo cósmico en condiciones controladas, lo que permite estudiar en laboratorio procesos que ocurren a escalas enormes en el espacio.
Polvo cósmico creado bajo condiciones controladas
El estudio fue liderado por el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid y el Instituto de Estructura de la Materia, ambos del CSIC. También participaron otros centros españoles y equipos de Francia, entre ellos el IRAP-CNRS y la Universidad de Toulouse.
Los investigadores combinaron astroquímica experimental, espectroscopía, microscopía electrónica y modelización teórica. Con ese enfoque, lograron reproducir algunas de las condiciones químicas presentes en las envolturas de las estrellas gigantes rojas ricas en carbono.
El resultado más relevante fue comprobar que el hidrógeno molecular actúa como promotor en la formación de granos de carburo de silicio. Este material es uno de los componentes del polvo estelar y se encuentra en meteoritos, lo que lo convierte en una pista valiosa sobre los procesos químicos que ocurrieron antes de la formación del sistema solar.
Según el estudio, cuando la densidad de hidrógeno molecular es alta, el carbono y el silicio interactúan con mayor facilidad. Esa presencia de hidrógeno activa una cadena de reacciones químicas que favorece la formación de SiC2, una molécula importante en el camino hacia los granos de carburo de silicio.
Una ventana al origen de la materia
José Ángel Martín-Gago, director del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid y uno de los investigadores principales, explicó que el polvo cósmico es uno de los ingredientes fundamentales del universo. Por su parte, Gonzalo Santoro, autor principal del trabajo e investigador del Instituto de Estructura de la Materia, destacó que estas partículas influyen en la evolución de galaxias y en la formación de nuevos sistemas planetarios.
La importancia del hallazgo va más allá de una reacción química específica. El estudio muestra cómo procesos nanoscópicos pueden conectarse con fenómenos cósmicos. En otras palabras, lo que ocurre entre átomos y moléculas alrededor de una estrella envejecida puede terminar influyendo en materiales que, millones de años después, formarán parte de planetas, meteoritos o incluso sistemas solares.
La máquina STARDUST permite observar ese proceso con un nivel de control que no sería posible solo con telescopios. En el laboratorio, los científicos pueden modificar condiciones, analizar partículas y comparar los resultados con modelos teóricos y observaciones astronómicas.
Qué aporta este descubrimiento
El trabajo no afirma que el hidrógeno sea el único factor en la creación de polvo estelar. Lo que demuestra es que cumple una función mucho más importante de lo que se pensaba en la formación de ciertos granos de carburo de silicio.
Esa precisión es clave para mejorar los modelos astrofísicos. Si los científicos entienden mejor cómo se forman estas partículas, también pueden reconstruir con más detalle la vida final de las estrellas y la manera en que devuelven material al espacio.
Cada estrella gigante roja libera gas y polvo al medio interestelar. Con el tiempo, ese material se mezcla con otras nubes cósmicas y puede participar en el nacimiento de nuevas estrellas y planetas. Así, el polvo cósmico funciona como una especie de memoria química del universo.
El estudio liderado por el CSIC confirma que incluso los procesos más pequeños pueden tener consecuencias enormes. En una escala invisible para el ojo humano, el hidrógeno ayuda a unir piezas que luego viajarán por el espacio durante millones de años. Y en esas partículas diminutas puede estar parte de la historia de cómo se construye la materia que nos rodea.
