Detectaron moléculas orgánicas alrededor de una joven estrella: su relación con el origen de la vida

Un hallazgo reciente sacudió el campo de la astroquímica. Un grupo de astrónomos detectó en el espacio señales de 17 moléculas orgánicas complejas, algunas nunca vistas en este tipo de entorno, que podrían ser clave para comprender cómo surgieron los componentes básicos de la vida.

La protagonista de este descubrimiento es V883 Orionis, una joven protoestrella en plena formación planetaria, ubicada a unos 1300 años luz de la Tierra, en la constelación de Orión.

Lo que hace a este sistema particularmente interesante es su estado de desarrollo. Con apenas medio millón de años, V883 Orionis se encuentra en una fase intensa de acumulación de masa, aún sin encender la fusión nuclear en su núcleo, pero emitiendo fuertes ráfagas de radiación que calientan el disco de gas y polvo que la rodea. Este entorno permite observar compuestos que habitualmente permanecen ocultos.

El equipo liderado por el astrónomo Abubakar Fadul, del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA), que publicó sus hallazgos en Astrophysical Journal Letters, utilizó el poderoso radiotelescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ubicado en el desierto de Atacama, Chile, para escanear ese disco en busca de firmas químicas.

Entre los compuestos identificados destacan el etilenglicol y el glicolonitrilo, que fueron detectados por primera vez en un disco protoplanetario. Estas moléculas son precursoras de sustancias esenciales como aminoácidos y nucleobases. En palabras de Fadul, “nuestro hallazgo apunta a una línea recta de enriquecimiento químico y creciente complejidad entre las nubes interestelares y los sistemas planetarios completamente evolucionados”.

Las moléculas orgánicas complejas contienen más de 5 átomos y, al menos, uno de carbono. Su presencia en regiones de formación estelar no es nueva, pero su detección en V883 Orionis, en ese momento tan temprano del desarrollo estelar, plantea nuevas preguntas y abre horizontes inesperados. Esas moléculas, lejos de ser un accidente raro, podrían estar presentes en muchos otros sistemas que evolucionan a partir de nubes de gas y polvo. De hecho, algunas como el glicolonitrilo son clave en la formación de glicina, alanina y adenina, esta última presente en el ADN.

Los astrónomos habían sostenido durante décadas la hipótesis del “escenario de reinicio”, según el cual, tras la formación de una estrella, la intensa radiación y las explosiones de gas destruirían las moléculas complejas formadas en fases anteriores. Por esa razón, se creía que esos compuestos tendrían que reconstruirse desde cero durante la formación de cometas, planetas y asteroides. Pero ahora, esa visión comenzó a cambiar. Kamber Schwarz, coautor del estudio, fue categórico: “ahora parece que ocurre lo contrario”.

Según el nuevo modelo que se abre paso, esas moléculas complejas se forman incluso antes del disco protoplanetario y logran sobrevivir a la transición hacia las etapas siguientes del sistema estelar. Esto implica que la complejidad química no es un fenómeno raro ni tardío, sino que forma parte del propio proceso de evolución estelar. El período entre la fase protoestelar energética y la consolidación del disco sería demasiado breve para sintetizar esas moléculas desde cero en cantidades detectables. En ese contexto, heredar las moléculas ya formadas aparece como la explicación más razonable.

Los datos obtenidos por ALMA no solo confirmaron la existencia de estas moléculas, sino que también mostraron cómo las condiciones térmicas adecuadas permiten liberarlas del polvo y el hielo donde permanecen ocultas. “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”, explicó Fadul. Un proceso similar ocurre en nuestro Sistema Solar, cuando los cometas se acercan al Sol, su hielo se sublima y deja escapar compuestos que hasta entonces permanecían sellados.

Uno de los puntos más fascinantes del descubrimiento radica en los mecanismos de formación y liberación de estas sustancias. Las moléculas orgánicas complejas suelen originarse en condiciones de frío extremo, sobre granos de polvo cubiertos de hielo. Estos granos luego se agrupan y dan origen a cuerpos más grandes como planetas y cometas. Pero el hielo las esconde, por lo que es difícil detectar su presencia sin un proceso de calentamiento que las vuelva visibles.

Cuando una estrella como V883 Orionis atraviesa una fase de intensa acumulación de masa, emite radiación suficiente para elevar la temperatura de las regiones externas de su disco. Eso derrite el hielo y permite que los compuestos escapen al espacio, donde pueden ser captados mediante espectroscopía.

Gracias a esta técnica, los científicos detectaron las frecuencias de radio específicas que emiten moléculas como el etilenglicol, que también podría formarse por irradiación ultravioleta sobre otras moléculas precursoras. “Recientemente descubrimos que el etilenglicol podría formarse mediante la irradiación UV de etanolamina, una molécula descubierta recientemente en el espacio”, explicó Tushar Suhasaria, director del Laboratorio de Orígenes de la Vida del MPIA.

El hecho de que estas moléculas se formen y se conserven en etapas tan tempranas implica que las semillas químicas de la vida podrían no ser una rareza terrestre, sino una posibilidad común del universo. El hallazgo de etilenglicol y glicolonitrilo en un entorno tan joven indica que los ingredientes necesarios para la vida podrían haber estado disponibles antes incluso de que los planetas existieran como tales.

En el Sistema Solar, las pruebas de esta hipótesis se encuentran en meteoritos y cometas. Esos cuerpos contienen azúcares, aminoácidos y bases nitrogenadas que también componen el ADN y el ARN. Viajaron durante millones de años y terminaron impactando sobre planetas jóvenes, incluyendo la Tierra. La posibilidad de que algo similar haya ocurrido en otras partes del cosmos refuerza la idea de una química prebiótica común, distribuida por procesos cósmicos de amplio alcance.

A pesar del entusiasmo que generó este descubrimiento, los astrónomos advierten que el trabajo recién empieza. Schwarz explicó que “aún no hemos desenredado todas las señales que encontramos en nuestros espectros”. El equipo espera obtener datos con mayor resolución que permitan confirmar con certeza la presencia de los compuestos detectados y, tal vez, descubrir moléculas aún más complejas. Fadul también propuso extender la búsqueda a otras regiones del espectro electromagnético, lo que podría ampliar el inventario químico detectado hasta ahora. “¿Quién sabe qué más podríamos descubrir?”, se preguntó.

En el año 2016, ALMA ya había sido protagonista de otra revelación importante al descubrir la línea de nieve de agua en este mismo sistema estelar. Ahora, con esta nueva serie de datos, el radiotelescopio volvió a ubicarse en el centro de una investigación que no solo apunta a comprender cómo se forman los planetas, sino también cómo podría surgir la vida.