El polvo espacial nos ofrece mucho más que imágenes impresionantes como los Pilares de la Creación. Puede proporcionar los materiales necesarios para la formación de todo tipo de cuerpos celestes, desde planetas hasta asteroides. Sin embargo, su aspecto real, especialmente en lo que respecta a su porosidad (es decir, la cantidad de agujeros que contiene), ha sido objeto de debate entre los astroquímicos durante décadas. Un nuevo artículo de Alexey Potapov, de la Universidad Friedrich Schiller de Jena, y sus coautores, publicado en The Astronomy and Astrophysics Review, sugiere que el polvo que conforma gran parte del universo podría ser más esponjoso de lo que se pensaba.
¿Por qué importa la porosidad del polvo? Es uno de los principales factores que influyen en la química que se produce en las nubes de polvo que flotan entre planetas y estrellas. En concreto, la superficie del polvo disponible para actuar como catalizador en reacciones químicas importantes, como la formación de H₂, es mucho mayor si el polvo es poroso en lugar de compacto, como ocurre en los modelos más tradicionales. El polvo más poroso también tiene la capacidad de atrapar sustancias volátiles en su estructura, protegiéndolas de las duras condiciones externas y permitiendo potencialmente que las propias partículas de polvo transporten estas sustancias frágiles (como el agua) a lugares protoplanetarios, como la Tierra primitiva.
Es importante señalar que existen dos tipos distintos de porosidad al hablar de los huecos entre las partículas de polvo espacial. Una es la porosidad intrínseca, donde existen huecos intencionales en el propio material, algo similar a un fullereno con un gran agujero en el centro de su estructura. La otra es la porosidad extrínseca, donde existen espacios entre partículas que se comprimieron debido a la atracción gravitatoria entre ellas.
Los autores basan su argumento en cuatro tipos de evidencia observacional. El primero son las muestras de polvo recolectadas en diversas misiones, como Stardust y Rosetta. El segundo son las observaciones remotas de los espectros del polvo en el medio interestelar. El tercero es el crecimiento experimental de polvo sintético en laboratorio. Y, por último, el cuarto son las simulaciones, tanto a escala de colisión de partículas como a escala atómica, de la estructura del polvo.
La sonda Stardust se lanzó en 1999 con el propósito expreso de atravesar la coma del cometa Wild 2 y regresar a la Tierra con una muestra para analizarla con equipos de laboratorio avanzados. La sonda Rosetta se lanzó en 2004 con la intención de visitar el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko y estudiar su entorno, incluido el polvo que forma su coma. Ambas misiones hallaron cantidades significativas de polvo tanto compacto como poroso, con algunas muestras porosas que alcanzaron una porosidad de hasta el 99 %.
Los estudios de polarización del polvo en el medio interestelar establecen límites ligeramente inferiores para la porosidad de las partículas de polvo. Los datos de un estudio específico de HL Tau realizado con ALMA sitúan la porosidad del polvo en torno al 90%, valor que los autores creen que podría haberse reducido debido a las repetidas colisiones entre partículas, que lo compactaron. Otro estudio del sistema IM Lup recopiló datos sobre la dispersión del sistema que se ajustan a modelos de polvo como agregados fractales con radios relativamente pequeños.
La idea de que el polvo cósmico crezca en un planeta parece contraintuitiva, pero los investigadores lo han intentado utilizando un láser para ablacionar rocas y luego depositar el gas y el polvo resultantes. En estas simulaciones de laboratorio, el depósito resultante siempre es extremadamente poroso, lo que coincide con los datos recopilados por Rosetta y Stardust.
Los modelos confirmaron una porosidad similar, especialmente en los modelos de interacción de polvo primigenio basados en el principio de «golpe y adherencia», que resultaron particularmente eficaces para generar porosidad extrínseca. Los modelos atomísticos también demostraron cómo la presencia de «microporos» internos en muestras intrínsecamente porosas podía albergar moléculas de agua y reducir la probabilidad de que se sublimaran en el espacio interplanetario.
En definitiva, si bien abundan los testimonios anecdóticos sobre la alta porosidad del polvo espacial, no hay suficientes pruebas concluyentes de que la mayor parte del polvo en el espacio tenga la apariencia de una esponja en lugar de una columna sólida. Como siempre, los autores consideran que se necesitan más datos antes de poder determinar con certeza si esto es común en todo el universo. Si lo es, quizá alguien le pida a una IA que actualice la famosa imagen de los Pilares de la Creación para añadirle algunos agujeros visibles.