La vida pudo empezar a evolucionar en el espacio

El observatorio ALMA ha descubierto moléculas orgánicas complejas -incluyendo la primera detección tentativa de etilenglicol y glicolonitrilo- en el disco de la protoestrella V883 Orionis.

Estos compuestos se consideran precursores de los componentes básicos de la vida. La comparación de diferentes entornos cósmicos revela que la abundancia y complejidad de estas moléculas aumenta desde las regiones de formación estelar hasta los sistemas planetarios plenamente desarrollados. Esto sugiere que las semillas de la vida se reúnen en el espacio y están ampliamente distribuidas, según los autores del estudio. Los hallazgos se publican en la revista 'Astrophysical Journal Letters'.

Los astrónomos ya han descubierto moléculas orgánicas complejas (MOC) en diversos lugares asociados con la formación de planetas y estrellas. Las MOC son moléculas con más de cinco átomos, de los cuales al menos uno es carbono. Muchas de ellas se consideran componentes básicos de la vida, como los aminoácidos y los ácidos nucleicos o sus precursores. El descubrimiento de 17 MOC en el disco protoplanetario de V883 Orionis, incluyendo etilenglicol y glicolonitrilo, proporciona una pieza clave, largamente buscada, en la evolución de dichas moléculas entre las etapas anteriores y posteriores a la formación de estrellas y sus discos formadores de planetas. El glicolonitrilo es un precursor de los aminoácidos glicina y alanina, así como de la nucleobase adenina.

"Nuestro hallazgo apunta a una línea recta de enriquecimiento químico y creciente complejidad entre las nubes interestelares y los sistemas planetarios completamente evolucionados", reflexiona en un comunicado Abubakar Fadul, primer autor del estudio y astrónomo del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) Alemania.

La transición de una protoestrella fría a una estrella joven rodeada por un disco de polvo y gas está acompañada por una fase violenta de gas en choque, radiación intensa y rápida eyección de gas.

Estos procesos energéticos podrían destruir la mayor parte de la compleja química ensamblada durante las etapas previas. Por lo tanto, los científicos habían planteado un escenario de 'reinicio', en el que la mayoría de los compuestos químicos necesarios para la evolución hacia la vida tendrían que reproducirse en discos circunestelares durante la formación de cometas, asteroides y planetas.

"Ahora parece que ocurre lo contrario", señala Kamber Schwarz, científico y coautor del MPIA. "Nuestros resultados sugieren que los discos protoplanetarios heredan moléculas complejas de etapas anteriores, y que la formación de moléculas complejas puede continuar durante la etapa de disco protoplanetario". De hecho, el período entre la enérgica fase protoestelar y el establecimiento de un disco protoplanetario sería, por sí solo, demasiado corto para que se formaran moléculas complejas en cantidades detectables.

Como resultado, las condiciones que predefinen los procesos biológicos pueden ser generalizadas en lugar de estar restringidas a sistemas planetarios individuales. Los astrónomos han descubierto moléculas orgánicas simples, como el metanol, en regiones densas de polvo y gas anteriores a la formación estelar. En condiciones favorables, podrían incluso contener compuestos complejos como el etilenglicol, una de las especies descubiertas en V883 Orionis. "Recientemente descubrimos que el etilenglicol podría formarse mediante la irradiación UV de etanolamina, una molécula descubierta recientemente en el espacio", añade Tushar Suhasaria, coautor y director del Laboratorio de Orígenes de la Vida del MPIA. "Este hallazgo respalda la idea de que el etilenglicol podría formarse en esos entornos, pero también en etapas posteriores de la evolución molecular, donde la irradiación UV es dominante".

Agentes más evolucionados cruciales para la biología, como los aminoácidos, azúcares y nucleobases que forman el ADN y el ARN, están presentes en asteroides, meteoritos y cometas dentro del Sistema Solar. Las reacciones químicas que sintetizan estos MOC ocurren en condiciones de frío, preferiblemente en granos de polvo helado que posteriormente se coagulan para formar objetos más grandes. Ocultos en estas mezclas de roca, polvo y hielo, suelen pasar desapercibidos. Acceder a estas moléculas solo es posible excavando con sondas espaciales o mediante calentamiento externo, que evapora el hielo.

En el Sistema Solar, el Sol calienta los cometas, lo que da lugar a impresionantes colas de gas y polvo, o comas, que son esencialmente envolturas gaseosas que rodean los núcleos cometarios. De esta manera, la espectroscopía (la disección de la luz con forma de arcoíris) puede captar las emisiones de las moléculas liberadas. Estas huellas espectrales ayudan a los astrónomos a identificar las moléculas previamente enterradas en el hielo.

Un proceso de calentamiento similar ocurre en el sistema V883 Orionis. La estrella central continúa creciendo acumulando gas del disco circundante hasta que finalmente enciende el fuego de fusión en su núcleo. Durante estos períodos de crecimiento, el gas que cae se calienta y produce intensas explosiones de radiación. "Estas explosiones son lo suficientemente fuertes como para calentar el disco circundante hasta entornos que de otro modo serían gélidos, liberando las sustancias químicas que hemos detectado", explica Fadul.

"Moléculas complejas, como el etilenglicol y el glicolonitrilo, emiten radiaciones en radiofrecuencias. ALMA es ideal para detectar esas señales", agrega Schwarz. Los astrónomos del MPIA obtuvieron acceso a este radiointerferómetro a través del Observatorio Europeo Austral (ESO), que lo opera en el desierto chileno de Atacama a una altitud de 5.000 metros. ALMA permitió a los astrónomos localizar con precisión el sistema V883 Orionis y buscar tenues firmas espectrales, lo que finalmente condujo a las detecciones.

"Si bien este resultado es emocionante, aún no hemos desenredado todas las señales que encontramos en nuestros espectros", finaliza Schwarz. "Datos de mayor resolución confirmarán la detección de etilenglicol y glicolonitrilo, y quizás incluso revelen sustancias químicas más complejas que aún no hemos identificado".