Los bloques de construcción de la vida se pueden formar en las nubes interestelares mucho antes que las estrellas

Orión polvoriento

El lado polvoriento de la Espada de Orión se ilumina en esta sorprendente imagen infrarroja del Observatorio Espacial Hershel de la Agencia Espacial Europea. Esta inmensa nebulosa es la gran región de formación estelar más cercana, situada a unos 1.500 años luz de distancia en la constelación de Orión. Crédito: ESA / NASA / JPL-Caltech

Un equipo internacional de científicos ha demostrado que la glicina, el amino más simple ácido y un componente importante de la vida, pueden formarse bajo las duras condiciones que gobiernan la química en el espacio.

Los resultados, publicados en Astronomía de la naturaleza, sugieren que la glicina y muy probablemente otras aminoácidos, se forman en densas nubes interestelares mucho antes de transformarse en nuevas estrellas y planetas.

Los cometas son el material más prístino de nuestro Sistema Solar y reflejan la composición molecular presente en el momento en que nuestro Sol y los planetas estaban a punto de formarse. La detección de glicina en el coma del cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko y en muestras devueltas a la Tierra desde la misión Stardust sugiere que los aminoácidos, como la glicina, se forman mucho antes que las estrellas. Sin embargo, hasta hace poco, se pensaba que la formación de glicina requería energía, estableciendo claras limitaciones al entorno en el que se podía formar.

En el nuevo estudio, el equipo internacional de astrofísicos y modeladores astroquímicos, principalmente con sede en el Laboratorio de Astrofísica del Observatorio de Leiden, Países Bajos, ha demostrado que es posible que se forme glicina en la superficie de los granos de polvo helado, en ausencia de energía. , a través de la ‘química oscura’. Los hallazgos contradicen estudios previos que han sugerido que se requería radiación UV para producir esta molécula.

El Dr. Sergio Ioppolo, de la Universidad Queen Mary de Londres y autor principal del artículo, dijo: “La química oscura se refiere a la química sin la necesidad de radiación energética. En el laboratorio, pudimos simular las condiciones en las nubes interestelares oscuras donde las partículas de polvo frío están cubiertas por capas delgadas de hielo y luego procesadas por átomos impactantes que hacen que las especies precursoras se fragmenten y los intermedios reactivos se recombinen «.

Los científicos demostraron por primera vez que se podía formar metilamina, la especie precursora de la glicina que se detectó en el coma del cometa 67P. Luego, utilizando una configuración única de vacío ultra alto, equipada con una serie de líneas de haz atómico y herramientas de diagnóstico precisas, pudieron confirmar que también se podía formar glicina y que la presencia de hielo de agua era esencial en este proceso.

La investigación adicional utilizando modelos astroquímicos confirmó los resultados experimentales y permitió a los investigadores extrapolar los datos obtenidos en una escala de tiempo de laboratorio típica de solo un día a condiciones interestelares, uniendo millones de años. “A partir de esto, encontramos que se pueden formar cantidades bajas pero sustanciales de glicina en el espacio con el tiempo”, dijo la profesora Herma Cuppen de la Universidad de Radboud, Nijmegen, responsable de algunos de los estudios de modelado dentro del documento.

“La conclusión importante de este trabajo es que las moléculas que se consideran componentes básicos de la vida ya se forman en una etapa mucho antes del inicio de la formación de estrellas y planetas”, dijo Harold Linnartz, director del Laboratorio de Astrofísica del Observatorio de Leiden. “Una formación tan temprana de glicina en la evolución de las regiones de formación de estrellas implica que este aminoácido se puede formar de manera más ubicua en el espacio y se conserva en la mayor parte del hielo antes de su inclusión en los cometas y planetesimales que componen el material del que finalmente los planetas son hechos. «

«Una vez formada, la glicina también puede convertirse en un precursor de otras moléculas orgánicas complejas», concluyó el Dr. Ioppolo. “Siguiendo el mismo mecanismo, en principio, se pueden agregar otros grupos funcionales a la columna vertebral de la glicina, dando como resultado la formación de otros aminoácidos, como alanina y serina, en nubes oscuras en el espacio. Al final, este inventario molecular orgánico enriquecido se incluye en los cuerpos celestes, como los cometas, y se envía a los planetas jóvenes, como sucedió con nuestra Tierra y muchos otros planetas ”.

Referencia: «Un mecanismo no energético para la formación de glicina en el medio interestelar» por S. Ioppolo, G. Fedoseev, K.-J. Chuang, HM Cuppen, AR Clements, M. Jin, RT Garrod, D. Qasim, V.Kofman, EF van Dishoeck y H. Linnartz, 16 de noviembre de 2020, Astronomía de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41550-020-01249-0