Astrofísica Molecular: Caracterización de envolturas circunestelares y procesos colisionales en el laboratorio

Abstract

Las estrellas de la rama asintótica de las gigantes (AGB) son estrellas evolucionadas frías con masas de 1-8 Msol que eyectan parte de la materia que forma su atmósfera hacia el medio interestelar (ISM), creando una envoltura circunestelar (CSE) formada por gas y polvo. Hacia el final de este estadio evolutivo, la estrella expulsa aproximadamente el 50% de su masa pasando a ser una enana blanca oculta por una CSE que comienza a mostrar las características de una nebulosa planetaria (PN). Éstas son las llamadas nebulosas protoplanetarias (PPN). La temperatura cinética del gas de estas CSEs es lo suficientemente pequeña como para que prácticamente todo el gas se encuentre en forma molecular. Por ello se encuentran en este tipo de estrellas una gran cantidad de especies moleculares.

La regiones externas de las CSEs están bien estudiadas debido al avance de la radioastronomía pero no ocurre así con sus regiones más internas, poco estudiadas a causa de sus condiciones físicas, su reducido tamaño angular y la opacidad de la atmósfera terrestre. En estas regiones es donde se producen los fenómenos físicos capaces de eyectar la materia al ISM y donde más importantes son los efectos de la termodinámica en la evolución del gas de la CSE.

El objetivo de esta Tesis es doble:

1. Se han utilizado observaciones realizadas en el infrarrojo medio y en radiofrecuencias para estudiar los espectros rotacional del SiS y rovibracionales del C2H2, HCN y sus isotopómeros, tres nuevos máseres de SiS detectados, la estructura y las condiciones físicas existentes en la CSE interna de la estrella AGB rica en carbono IRC+10216. Posteriormente se ha hecho lo mismo para la PPN carbonada CRL618 utilizando observaciones en el infrarrojo medio de los espectros del C4H2 y del C6H2.

2. Se han determinado mediante un experimento novel las tasas de transferencia colisional nivel a nivel (o coeficientes cinéticos de transferencia colisional nivel a nivel) en las colisiones inelásticas rotacionales N2:N2, estableciendo la metodología necesaria para obtener el mismo tipo de información de moléculas de interés astrofísico (p. ej., CO, H2O), que determinan significativamente la evolución dinámica del gas en las CSEs al transformar energía traslacional molecular en radiativa y viceversa.