Ewine Van Dishoeck: “¿En qué parte del espacio se formó el agua que hay ahora en nuestros cuerpos?”

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Ewine_2014_HenrikSandsjoEwine Van Dishoeck es astrónoma y química. Es profesora de Astrofísica Molecular en el Observatorio de Leiden, miembro de la Real Academia de Ciencias de los Países Bajos y de la Academia Americana de Artes y Ciencias. Desarrolla numerosas labores en cuestiones relacionadas con política científica tanto a nivel nacional como internacional y ha recibido muchos reconocimientos y premios por sus investigaciones, incluyendo el Premio Spinoza de la Dutch National Science Foundation (2000), el Premio Physica de la Netherlands Physical Society (2005), o el Premio Petrie de la Canadian Astronomical Society (2007). Su investigación se centra ahora en la evolución astroquímica en las nubes interestelares que dan lugar a discos de formación de planetas y en la importancia de las moléculas como diagnóstico del proceso de formación de estrellas y planetas utilizando observaciones en longitudes de onda infrarrojas y submilimétricas.

¿Cuál es el papel de la astrofísica de laboratorio en la Astrofísica?

La astrofísica de laboratorio es una parte integrante y esencial de la astrofísica. Si los astrónomos no tuvieran los números que nos hablan de las tasas de muchos procesos químicos sería como ‘jugar al tenis sin red’: podríamos usar muchos modelos astroquímicos pero, sin tasas precisas, los resultados no tendrían sentido. O no podríamos identificar los miles de líneas que ahora detecta ALMA.

¿Cuál es su campo de investigación actual?

Me formé en química teórica pero, durante los últimos treinta años, me he dedicado a la astrofísica molecular. Actualmente me estoy centrando en el estudio del rastro químico que va desde las nubes hasta la formación de nuevos sistemas planetarios. Por ejemplo, ¿en qué parte del espacio se formó el agua que hay ahora en nuestros cuerpos?

En el contexto de la astrofísica de laboratorio, ¿cuáles son los principales avances en los últimos años?

Ha habido varios avances importantes. Tradicionalmente, las mediciones de laboratorio se han centrado en las reacciones en fase gaseosa y el importante trabajo en este campo continúa. Pero, en la última década, se ha aprendido mucho más acerca de la química que puede tener lugar en las superficies de los granos interestelares. Esto incluye la formación de agua, pero también la formación de moléculas orgánicas complejas incluso a temperaturas muy bajas sin la necesidad de radiación ultravioleta o calentamiento.

Otra área interesante es la de los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) y su relación con otras especies carbonáceas más pequeñas (C2H2) o más grandes (fullereno, grafeno).

Los ordenadores son cada vez más potentes y proporcionan coeficientes de la tasa de colisión cada vez más precisos, necesarios para el análisis de las observaciones milimétricas e infrarrojas.

¿Qué resultados espera su comunidad en la próxima década?

ALMA nos acercará a las regiones interiores de los discos protoplanetarios y revelará la química en las zonas donde se pueden estar formando nuevos planetas. Se espera que, especialmente los discos jóvenes, tengan una química muy rica: ¿se detectará por fin la glicina?

JWST (siglas en inglés del Telescopio Espacial James Webb) revelará la química orgánica de las partes más interiores de los discos donde se pueden estar formando planetas terrestres.

Pero la parte más emocionante de las nuevas instalaciones es que no sabemos lo que encontraremos: ¡siempre hay algún resultado inesperado!

¿Cuál es la importancia de esta reunión en Astrofísica desde un punto de vista europeo?

Europa ha invertido de manera importante en nuevos telescopios como ALMA y Herschel. En un futuro próximo, se lanzará el JWST. Todas son instalaciones de billones de euros. Para analizar sus datos, hay que hacer mediciones de laboratorio, con presupuestos que son de menos del 1% del de los satélites. Encuentros como este, que reúnen a astrónomos y químicos, son importantes para establecer prioridades sobre qué trabajos de laboratorio o qué cálculos se necesitan de manera más urgente.

Ewine Van Dishoeck at ECLA2016
Ewine Van Dishoeck at ECLA2016

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“Where was the water that is now in our bodies formed in space?”

Ewine Van Dishoeck is astronomer and chemist. She is Professor of Molecular Astrophysics at Leiden Observatory, member of the Royal Dutch Academy of Sciences and of the American Academy of Arts and Sciences). She holds many national and international science policy functions and has receive many honours and awards for her research, including the Spinoza Award of the Dutch National Science Foundation (2000), the Physica Prize of the Netherlands Physical Society (2005), or the Petrie award of the Canadian Astronomical Society (2007). Her research now focusses on the astrochemical evolution from interstellar clouds to planet-forming disks and the importance of molecules as diagnostics of the star- and planet formation process, using observations at submillimeter and infrared wavelengths.

What is the role of laboratory astrophysics in astrophysics?

Laboratory astrophysics is an integral and essential part of astrophysics. If astronomers would not have numbers for the rates of many chemical processes, it would be like ‘playing tennis without a net’: one could run many astrochemical models, but without accurate rates the outcomes would be meaningless. Or one could not identify the thousands of lines that ALMA is now detecting.

What is your current research field?

I was trained as a theoretical chemist but I have been in molecular astrophysics for the past 30 years. My current focus is on the chemical trail from clouds to new planetary systems. For example, where was the water that is now in our bodies formed in space?

In the context of Laboratory Astrophysics, what are the main advances in recent years?

There have been several major advances. Traditionally, laboratory measurements have focussed on gas-phase reactions and important work in that area is continuing. But in the last decade much more has been learned about the chemistry that can occur on the surfaces of interstellar grains. This includes the formation of water, but also that of complex organic molecules, even at very low temperatures without the need of UV radiation or heating.

Another exciting area is that of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and their relation with smaller (C2H2) or larger (fullerenes, graphene) carbonaceous species.

Computers are becoming more and more powerful, and provide accurate collisional rate coefficients, much needed for the analysis of millimeter and infrared observations.

What new results does your community expect in the next decade?

ALMA will zoom into the inner regions of protoplanetary disks and will reveal the chemistry in zones where new planets may currently be forming. Especially young disks are expected to have a rich chemistry: will glycine finally be detected? JWST will reveal the organic chemistry in the innermost parts of disks where terrestrial planets may be forming.

But the most exciting part of new facilities is that we do not know what we will find: there is always some unexpected result!

What’s the relevance of this meeting in astrophysics from the European point of view?

Europe has invested heavily in new telescopes such as ALMA and Herschel. In the near future JWST will be launched. These are all billion Euro facilities. To analyse their data, laboratory measurements are needed, with budgets that are less than 1% of that of the satellites. Meetings like these that bring together astronomers and chemists are important to set priorities for which laboratory measurements or calculations are most urgently needed.

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