Resumen
Con motivo de la llegada de la misión New Horizons al sistema Plutón-Caronte en verano de 2015, se inició en el proyecto anterior el
estudio de aquellos hielos que pudieran tener relevancia en dicho sistema. El proyecto que ahora se propone profundizará en la
investigación de las características físicas y las interacciones entre las moléculas allí presentes. Los experimentos estarán focalizados en
mezclas cuyas proporciones están relacionadas con resultados de la misión, tanto a temperatura constante como sometiéndolas a
variaciones de ésta.
El objetivo principal es la determinación de la densidad e índice de refracción, de moléculas y mezclas de moléculas presentes en el
sistema Plutón-Caronte, y de aplicabilidad a otros contextos astrofísicos. Este objetivo se completará con el estudio del efecto de la
temperatura en la estructura de moléculas volátiles (H2O, NH3...) y sus efectos en la adsorción-desorción de otras hipervolátiles (CO,
N2...). Se analizará la dependencia de la estructura con la temperatura a la que se formaron y del procesado térmico tras ser depositadas.
Para la determinación de la densidad a temperaturas fijas, se realizarán experimentos con una microbalanza de cuarzo e interferometría
de doble láser, procedimiento ya seguido en proyectos previos. Las variaciones de estructura debidas a cambios de temperatura deberían
poderse reflejar en interferogramas de longitudes de onda del ultravioleta e incluso con mayor sensibilidad con un interferómetro. Por ello
se quiere incorporar un espectroscopio UV-Vis y un interferómetro de tipo Mach-Zehnder (solicitado en este proyecto).
El primer año del proyecto se dedicará al estudio de mezclas binarias de las que se desconozca la densidad y el índice de refracción (N2
con CO, C2H6, C2H4, H2O...). El segundo año se dedicará principalmente al estudio de hielos de moléculas con aplicabilidad al medio
interestelar como H2CO, HCOOH, ... de gran relevancia en el objetivo 1.2 del proyecto coordinado. Parte del segundo año y el tercero, se
continuarán estudiando mezclas binarias de interés y se abordará el problema de las mezclas con tres moléculas que se considere más
relevantes, fundamentalmente para el sistema Plutón-Caronte y objetos tansneptunianos, además de su relevancia para satélites del
Sistema Solar como Titán, Encelado o Tritón. El último año del proyecto se dedicará al estudio del efecto de la estructura de elementos volátiles, como el H2O, NH3..., sobre hipervolátiles como N2, O2,
etc. Los experimentos a lo largo del proyecto se diseñarán para determinar además de la densidad, parámetros tales como la porosidad,
coeficientes de difusión, energía de desorción o coeficientes de pegado. Éstos ayudarán a profundizar en la comprensión de los efectos
que las variaciones de temperatura tienen en la evolución de la composición de hielos y permitirán entender mejor la evolución de
diferentes contextos astrofísicos.
Nuestro proyecto se engloba en otro más amplio coordinado por la doctora Belén Maté perteneciente al Instituto de estructura de la
materia en el CSIC, Madrid. En su laboratorio se analizarán mediante espectroscopia infrarroja las moléculas y mezclas que hayamos
estudiado. La complementariedad de la información obtenida servirá para un conocimiento más profundo de los hielos y mezclas que se
hayan investigado.
