Al menos una molécula prebiótica, un ingrediente para la construcción de vida, puede formarse en el duro entorno del espacio interestelar, lejos de estrellas y planetas, según muestra una nueva investigación.
Se pensaba que el aminoácido glicina, el aminoácido más simple, sin el cual no puede existir la vida, requería la irradiación de las estrellas para formarse. Pero nuevos experimentos de laboratorio muestran que puede formarse a través de lo que se conoce como “química oscura”, que tiene lugar sin irradiación energética.
Se ha detectado glicina en algunos lugares interesantes. Parece haber aparecido en un meteorito y en la atmósfera de Venus.
De particular interés es su presencia en la atmósfera del cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko, lo que sugiere que la molécula podría formarse independientemente del Sol o de los planetas.
Pero los experimentos de laboratorio y los modelos habían sugerido que la glicina se forma cuando el hielo interestelar se baña en radiación (ultravioleta, cósmica, térmica, rayos X) en las últimas etapas de la formación estelar.
A energías suficientemente altas, la radiación puede destruir los aminoácidos, por lo que un equipo de astrónomos dirigido por el astroquímico Sergio Ioppolo de la Universidad Queen Mary de Londres en el Reino Unido se propuso ver si había rutas de formación alternativas.
Y encontraron uno.
“En el laboratorio,” Ioppolo dijo, “pudimos simular las condiciones en las nubes interestelares oscuras donde las partículas de polvo frío están cubiertas por capas delgadas de hielo y posteriormente procesadas por átomos impactantes que hacen que las especies precursoras se fragmenten y los intermedios reactivos se recombinen”.
La investigación comenzó con metilamina, una amina precursora de la glicina.
Aunque no tenemos pruebas de la presencia de glicina en el medio interestelar, los astrónomos han encontrado metilamina, y también se detectó metilamina en el cometa 67P / CG. En un conjunto independiente de experimentos, los investigadores demostraron que la metilamina se puede formar de forma no energética en condiciones interestelares.
A continuación, los investigadores utilizaron hielo enriquecido con metilamina para determinar si se puede formar glicina en condiciones similares.
Ellos depositaron esto en forma de gas en un sistema de vacío ultra alto llamado SURFRESIDE2, diseñado específicamente para investigar reacciones superficiales en el espacio interestelar. El sistema se enfrió a una temperatura interestelar de 13 Kelvin (-260 grados Celsius o -436 grados Fahrenheit) para permitir que se formara hielo.
Las reacciones químicas en el hielo de hecho resultaron en la formación de glicina, encontraron los investigadores. Y ese hielo fue esencial para el proceso.
A continuación, utilizaron modelos astroquímicos para validar sus hallazgos. Extrapolaron sus resultados experimentales, obtenidos en el plazo de un solo día, a los millones de años que pueden extenderse los procesos cósmicos. Y encontraron que la glicina debería poder formarse en el espacio interestelar, en cantidades pequeñas pero significativas, con el tiempo suficiente.
No es probable que estas moléculas puedan desarrollarse mucho más hacia la vida en el vacío del espacio helado.
Lo que sí significa la investigación es que la glicina y la metilamina pueden formarse en el espacio antes de que comience la formación de estrellas (y, posteriormente, la formación de planetas). Lo que, a su vez, significa que hay potencialmente una gran cantidad de material molecular prebiótico, atrapado en el hielo, que luego se acumula en meteoritos, cometas, planetesimales y, en última instancia, planetas.
“Una vez formada, la glicina también puede convertirse en un precursor de otras moléculas orgánicas complejas”. Ioppolo dijo.
“Siguiendo el mismo mecanismo, en principio, se pueden agregar otros grupos funcionales a la columna vertebral de 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 es incluidos en los cuerpos celestes, como los cometas, y entregados a planetas jóvenes, como sucedió con nuestra Tierra y muchos otros planetas “.
La investigación ha sido publicada en Astronomía de la naturaleza.