“El átomo de hidrógeno es importantísimo en el universo, prácticamente podríamos decir que el cosmos está hecho de hidrógeno, pero el hidrógeno atómico, esto es en su forma más simple, casi no está presente en las charlas de divulgación”, aseguró la física Adriana Gazol, al impartir la conferencia Hidrógeno atómico, el combustible de la galaxia, como parte del ciclo Noticias del cosmos, coordinado por Susana Lizano y Luis Felipe Rodríguez Jorge, miembros de El Colegio Nacional.  

La investigadora del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM explicó que el gas atómico ocupa una parte importante del medio interestelar, es decir, de todo aquello que está entre las estrellas.

“En la Vía Láctea,el porcentaje de volumen que ocupan las estrellas es muy pequeño, es el 0.00000003 %, el resto está ocupado por el medio interestelar, que está formado básicamente de gas y polvo, aunque tiene otros ingredientes físicos, este medio representa sólo el 10% de la masa visible, lo que es fundamental para entender el funcionamiento de la galaxia y de las estrellas mismas”.

Sostuvo que el interés por estudiar el medio interestelar se debe a que es el lugar donde se forman las estrellas, en las regiones más densas. “Durante su evolución, las estrellas inyectan al medio radiación y energía cinética, a través de vientos, y devuelven material. El medio interestelar también permite estudiar las etapas de la evolución estelar y conocer el reciclaje del material, que está enriquecido químicamente”.

De acuerdo con la investigadora, el hidrógeno atómico es muy importante en el proceso de reciclaje, este material tiene un ciclo de vida en el que están presentes las nubes moleculares, es decir, nubes muy densas hechas de hidrógeno en forma molecular.

El proceso de reciclaje está presente cuando se forman las estrellas, a lo largo de su vida, estos objetos cósmicos pierden masa e inyectan energía y radiación al medio interestelar, en otras palabras, lo calientan y lo agitan, una vez que el medio se vuelve a enfriar, se forman nuevas nubes y se recicla el material, es aquí cuando el gas atómico actúa como combustible. “Por eso digo que es el combustible de la galaxia, porque gracias a este hidrógeno atómico que está en el meollo del reciclaje interestelar se van a poder formar las nubes, donde se desarrollan después las estrellas”.

Recordó que el medio interestelar está compuesto de gas, principalmente de hidrógeno, helio y elementos más pesados; y de polvo, partículas muy pequeñas que representan el 1% de la masa, y que son necesarias tanto para la evolución del medio interestelar como para la observación.

“El gas interestelar representa el 99% de la masa del medio interestelar, se compone de 90% de hidrógeno y 9% de helio, tiene una variedad de temperaturas que van desde millones de grados centígrados hasta -250°C, que es casi el mínimo de temperatura que se puede tener según las leyes de la física, eso quiere decir que este gas se encuentra en estados muy distintos”.

Agregó que el gas atómico representa más o menos el 60% de la masa del medio interestelar y se le conoce como gas de hidrógeno atómico neutro, porque no está ionizado, los astrónomos lo llaman H1.

Adriana Gazol señala que el hidrógeno atómico neutro es el combustible las estrellas

“La mayor parte del H1 de nuestra galaxia está confinado en una capa delgada, que mide aproximadamente 300 años luz, todo el disco de la galaxia en general se calcula que tiene unos mil años luz, representa aproximadamente el 60% de la masa del gas interestelar. Se detecta mayoritariamente en dos fases con distintas temperaturas: gas frío, que está a -170°C y gas tibio a 7000°C. Es en el proceso de enfriamiento, que el gas se vuelve cada vez más denso y permite que se formen las nubes, donde luego se forman las estrellas”.

En palabras de la experta, el H1 no se puede detectar en laboratorio, pero gracias a la gran cantidad de material se detecta en el medio interestelar.

“El hidrógeno atómico neutro permite estudiar la estructura de los brazos espirales y la rotación de la Vía Láctea, ayuda a medir las velocidades a distintas distancias del centro de la galaxia y ver cómo se mueven coherentemente estos brazos espirales. Además, facilita el estudio de las regiones donde no hay estrellas, ir un paso más atrás”. El H1 está presente fuera de una galaxia, donde no hay formación de estrellas, y donde sí las hay.  

Subrayó que algo muy importante que se ha detectado con el hidrógeno atómico es la interacción que ha ocurrido con las nubes de magallanes, estas nubes tienen una corriente de gas atómico, de material que está fluyendo desde donde se encuentran hacia los discos de la Vía Láctea, en otras palabras, “son nubes que, con su material, alimentan nuestra galaxia. Lo que es fundamental, porque se han hecho cálculos que plantean que al ritmo con el que se están formando las estrellas en nuestra galaxia, el material disponible en ésta no alcanzaría, se sabe que es necesario que esté entrando material desde la vecindad de la galaxia para que se obtengan los ritmos de formación estelar observados. El H1 permite estudiar este flujo de material hacia la galaxia”.

Sostuvo que, entre la tecnología desarrollada para poder observar el H1, se encuentran FAST, acrónimo de Five-Hundred meter Aperture Spherical telescope, realizado en China, que tiene 500 metros de diámetro y que ha permitido obtener mapas de la Vía Láctea H1, diez veces mejores que los que se tenían en 2022.

Otro aparato es ASKAP, construido con 36 antenas de 12 metros, en Australia. “Son los mejores aparatos que se tienen sobre el censo de H1 en nuestra galaxia”.

En conclusión, las estrellas están hechas de hidrógeno, por eso es el combustible de las estrellas. Además, “el hidrógeno atómico neutro nos permite entender mucho de este reciclaje que hay en la galaxia y observar la zona en donde no hay estrellas para saber lo que está pasando”.

La conferencia Hidrógeno atómico, el combustible de la galaxia se encuentra disponible en el Canal de YouTube de la institución: elcolegionacionalmx.

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