{"id":97522,"date":"2018-03-11T10:18:03","date_gmt":"2018-03-11T10:18:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/estudio-experimental-de-la-retencion-de-volatiles-por-hielo-de-co2-relevancia-astrofa%c2%adsica\/"},"modified":"2018-03-11T10:18:03","modified_gmt":"2018-03-11T10:18:03","slug":"estudio-experimental-de-la-retencion-de-volatiles-por-hielo-de-co2-relevancia-astrofa%c2%adsica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/astronomia-y-astrofisica\/estudio-experimental-de-la-retencion-de-volatiles-por-hielo-de-co2-relevancia-astrofa%c2%adsica\/","title":{"rendered":"Estudio experimental de la retenci\u00f3n de vol\u00e1tiles por hielo de co2: relevancia astrof\u00edsica"},"content":{"rendered":"

Tesis doctoral de Jos\u00e9 Cant\u00f3 Dom\u00e9nech <\/strong><\/h2>\n

En esta tesis se estudia el hielo de co2, a fin de evaluar su capacidad para retener sustancias vol\u00e1tiles por encima de la temperatura efectiva de sublimaci\u00f3n de \u00e9stas. Para ello se han realizado distintos experimentos en el laboratorio de astrof\u00edsica experimental (lae), en el que el grupo de investigaci\u00f3n caracterizaciones de inter\u00e9s astrof\u00edsico (cia) trabaja en el campus de alcoi de la universitat polit\u00e9cnica de val\u00e9ncia. los componentes b\u00e1sicos de la configuraci\u00f3n experimental empleada son: un sistema de alto vac\u00edo y de baja temperatura, una microbalanza de cuarzo (qcmb), dos l\u00e1seres y un espectr\u00f3metro de masas tipo cuadrupolo (qms). El elemento principal es una c\u00e1mara de alto vac\u00edo (p < 10-7 mbar), cuyas condiciones de presi\u00f3n se obtienen mediante una bomba turbomolecular ayudada por una bomba rotativa (~10-3 mbar). la primera fase de un criostato de ciclo cerrado de he (40 k) conectado t\u00e9rmicamente a un escudo protector act\u00faa como una criobomba consiguiendo una presi\u00f3n en la c\u00e1mara por debajo de los 10-7 mbar medida con un sensor itr ionivac transmitter (con el 5% de precisi\u00f3n). La segunda etapa del criostato es el llamado dedo fr\u00edo y es capaz de alcanzar una temperatura de 10 k. Por debajo de \u00e9ste, se encuentra el portamuestras sobre el que se situa la qcmb (formada por una superficie plana y \u00f3pticamente gruesa de oro), puesta en contacto t\u00e9rmico con el dedo fr\u00edo. Para garantizar un buen contacto t\u00e9rmico se utiliza indio. La temperatura en la muestra (qcmb) se controla mediante el intelligent temperature controller itc 503s (oxford instruments), utilizando un diodo de sio2 (scientific instruments) ubicado justo detr\u00e1s de la muestra para la medida de la temperatura, que nos permite variarla entre 10 y 300 k con una precisi\u00f3n del 1 %. Otro sensor similar se encuentra en la parte final de la segunda etapa del criostato con el fin de comprobar el comportamiento del sistema. los gases puros o las mezclas a estudio se preparan en una prec\u00e1mara en una proporci\u00f3n estimada por sus presiones parciales medidas mediante un sensor cer\u00e1mico ceravac ctr 90 (leybold vacuum) cuya precisi\u00f3n es de 0,2 %, y que no est\u00e1 influenciado por el tipo de gas. Los gases entran a la c\u00e1mara a trav\u00e9s de una v\u00e1lvula de aguja (leybold d50968), que regula el flujo de gas mientras que el qms (accuquad rga 100, con una resoluci\u00f3n ~0,5 uma) nos permite verificar la proporci\u00f3n de gases dentro de la c\u00e1mara de vac\u00edo. los experimentos realizados han consistido, fundamentalmente, en dep\u00f3sitos de distintas mol\u00e9culas en condiciones de alto vac\u00edo (<10-7 mbar) para evitar contaminaci\u00f3n y de baja temperatura (t >10 k) para simular condiciones astrof\u00edsicas. as\u00ed, para estudiar la capacidad del co2 para retener vol\u00e1tiles en su estructura, hemos realizado una serie de experimentos de desorci\u00f3n t\u00e9rmica para el co2, ch4 y n2 puros y para mezclas binarias co2:n2 y co2:ch4, depositadas en una proporci\u00f3n de 95:5. despu\u00e9s del dep\u00f3sito la muestra se calent\u00f3 controladamente (1 k min-1), registr\u00e1ndose la presi\u00f3n parcial de cada gas con el qms y la variaci\u00f3n de frecuencia con la qcmb. en cuanto a la importancia astrof\u00edsica del hielo de co2, \u00e9ste ha sido detectado en distintos ambientes astrof\u00edsicos, tanto en el medio interestelar (ism) como en el sistema solar (ss): \u00c2\u00b7 en el ism: la existencia de co2 en el hielo interestelar fue confirmada por los datos obtenidos con el sat\u00e9lite iso (infrared space observatory) que corrobor\u00f3 que, por una parte, el hielo de co2 est\u00e1 presente en la l\u00ednea de observaci\u00f3n de distintas estrellas y por otra, que su abundancia es alta en comparaci\u00f3n con otras mol\u00e9culas (co, ch4, n2), s\u00f3lo siendo superada por el hielo de h2o que es la mol\u00e9cula dominante. \u00c2\u00b7 en el ss: los espectros de reflexi\u00f3n ir de los objetos del ss exterior muestran que el hielo de co2 existe sobre las superficies s\u00f3lidas de varios cuerpos en el ss como, por ejemplo, en los n\u00facleos cometarios y en planetas y sat\u00e9lites tales como: trit\u00f3n; en los sat\u00e9lites de urano: ariel, umbriel y titania; en las superficies heladas de los sat\u00e9lites de j\u00fapiter: europa, calisto y gan\u00edmedes; y, sobre todo, en la superficie de marte donde es el hielo m\u00e1s abundante y, por tanto, es posible que esta mol\u00e9cula sea la que marque las temperaturas de desorci\u00f3n de vol\u00e1tiles en lugar del agua. por ello, est\u00e1 justificada la elecci\u00f3n de esta mol\u00e9cula en esta tesis para un estudio experimental cuyas conclusiones puedan aportar una contribuci\u00f3n a la comprensi\u00f3n de los mecanismos f\u00edsicoqu\u00edmicos que tienen lugar en ambientes astrof\u00edsicos donde esta mol\u00e9cula tenga especial relevancia. los estudios realizados por el cia han puesto en evidencia que el co2 es capaz de adsorber y retener otras mol\u00e9culas en su estructura, inyect\u00e1ndolas en el ambiente a ciertas temperaturas caracter\u00edsticas. En esta tesis queremos mostrar que este comportamiento, l\u00f3gicamente, debe ser tenido en cuenta de la misma manera que en el caso del agua, a la hora de elaborar los modelos de evoluci\u00f3n qu\u00edmica de distintos ambientes astrof\u00edsicos donde el hielo de co2 puede jugar un rol importante. en esta tesis se presentan los resultados relativos al n2 y al ch4 en una matriz de hielo de co2 y se expondr\u00e1n dos mecanismos que explican la presencia de mol\u00e9culas vol\u00e1tiles en superficies heladas, mediante procesos de retenci\u00f3n. Dichos resultados pueden ayudar a explicar la presencia de ciertas mol\u00e9culas en algunos escenarios astrof\u00edsicos helados mediante mecanismos de retenci\u00f3n relacionados con la estructura del hielo de co2. Estos vol\u00e1tiles e hipervol\u00e1tiles (la diferenciaci\u00f3n depende del conjunto de mol\u00e9culas consideradas, en nuestro caso el n2 y ch4 ser\u00edan hipervol\u00e1tiles) estar\u00edan presentes incluso despu\u00e9s de producirse fen\u00f3menos como impactos, en los que se alcanzan temperaturas m\u00e1s altas que su temperatura de sublimaci\u00f3n caracter\u00edstica. cuando estos hipervol\u00e1tiles quedan atrapados, subliman principalmente a tres temperaturas distintas en torno a 50, 75 y 90 k . Estas temperaturas corresponden al inicio de la cristalizaci\u00f3n, a la compactaci\u00f3n final y a la sublimaci\u00f3n del hielo de co2 respectivamente. adem\u00e1s, en esta tesis, se apuntar\u00e1n las posibles aplicaciones astrof\u00edsicas de los resultados obtenidos, centr\u00e1ndose en los sucesos de tipo destructivo (catastrophic disruptions) y particulariz\u00e1ndolos para el caso del cometa 9p\/tempel 1 con los resultados de la misi\u00f3n deep impact. a la luz de los resultados obtenidos, se propone dos distribuciones distintas para el hielo existente en las capas externas del cometa 9p\/tempel 1. En la primera, no aparece ninguna sustancia hipervol\u00e1til justo debajo de la superficie. Mientras que en la segunda, se tendr\u00eda un enriquecimiento progresivo de vol\u00e1tiles seg\u00fan nos adentramos en el cometa, aunque la parte externa podr\u00eda contener una peque\u00f1a fracci\u00f3n de hipervol\u00e1tiles. el hecho de que el hielo de co2 conserve mol\u00e9culas vol\u00e1tiles atrapadas en la estructura, puede ser importante para los modelos de evoluci\u00f3n qu\u00edmica si \u00e9stas desempe\u00f1aran un papel importante en el mismo.<\/p>\n

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Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00abEstudio experimental de la retenci\u00f3n de vol\u00e1tiles por hielo de co2: relevancia astrof\u00edsica<\/strong>\u00ab<\/h3>\n
    \n
  • T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Estudio experimental de la retenci\u00f3n de vol\u00e1tiles por hielo de co2: relevancia astrof\u00edsica <\/li>\n
  • Autor:<\/strong>\u00a0 Jos\u00e9 Cant\u00f3 Dom\u00e9nech <\/li>\n
  • Universidad:<\/strong>\u00a0 Polit\u00e9cnica de Valencia<\/li>\n
  • Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 27\/11\/2009<\/li>\n<\/ul>\n

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    Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n
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    • Director de la tesis<\/strong>\n
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      • Carlos Mill\u00e1n Verd\u00fa<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
      • Tribunal<\/strong>\n
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        • Presidente del tribunal: guillermo Bernabeu pastor <\/li>\n
        • Miguel angel Satorre aznar (vocal)<\/li>\n
        • i\u00f1igo Arregui uribe echevarria (vocal)<\/li>\n
        • rodrigo Gil-merino rubio (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

           <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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