Hallan hielos interestelares que pueden ser el origen de la vida

Un equipo internacional de astrónomos acaban de realizar un sorprendente descubrimiento usando el telescopio espacial James Webb: han detectado material orgánico complejo en estructuras de hielo en órbita alrededor de dos protoestrellas. El excepcional hallazgo abre una nueva puerta para comprender los orígenes de la vida en el universo y el papel que los cometas pueden tener en la transmisión de los bloques fundamentales de la vida en sus sistemas planetarios.

La detección de estos materiales complejos en el entorno helado de las protoestrellas es un indicio de que los ingredientes para la vida tal como la conocemos no son exclusivos del sistema solar, sino que son una característica común de la formación estelar en toda la galaxia. Este descubrimiento apoya la teoría de que los materiales orgánicos necesarios para que la vida surja, incluidos los que supuestamente llegaron a la Tierra, podrían haber sido transportados por cuerpos cometarios formados a partir de estos hielos primordiales.

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Según el estudio publicado en la revista científica revisada por pares Astronomy & Astrophysics, allí encontraron no solo etanol sino también metanol, metano, formaldehído, dióxido de azufre sino dos complejas moléculas: el ácido fórmico —que en la Tierra es conocido por ser emitido por las hormigas— y el ácido acético —que es el principal componente del vinagre que le da su sabor.

Qué han descubierto

El equipo internacional de investigadores liderado por los astrónomos de la universidad de Leiden Will Rocha y Harold Linnartz estudió más de 30 protoestrellas como parte del programa JWST Observations of Young protoStars (JOYS+). Los científicos exploraron exhaustivamente los materiales presentes en el hielo que rodea algunas de estas estrellas, en concreto dos jóvenes soles: NGC 1333 IRAS 2A —una protoestrella de baja masa— e IRAS 23385+6053 —una de gran masa— ambas ubicadas en regiones conocidas por la formación estelar.

Los astrónomos usaron uno de los instrumentos más sensibles del Webb: el Espectrógrafo de Resolución Media (MRS) del Instrumento Mid-IR (MIRI), analizando el espectro infrarrojo en el rango crítico de 5-10 µm, a menudo referido como la región de ‘huellas dactilares’ para los materiales orgánicos complejos (COM en sus siglas en inglés) que contienen oxígeno. El equipo usó este rango específico para poder distinguir las sutiles firmas de los COM atrapados dentro de los hielos que orbitan alrededor de estas estrellas nacientes.

El objetivo de su investigación —la búsqueda de materiales que explicaran la complejidad química que precede a los sistemas planetarios— tuvo éxito. Las moléculas orgánicas complejas son los bloques de construcción de la vida, afirman, y su presencia y proceso de formación en los entornos densos y helados de las protoestrellas es vital para entender el ensamblaje de moléculas aún más complejas que den lugar a las proteínas y ácidos que forman la vida que podemos encontrar en la Tierra.

Gracias a la sensibilidad y resolución espectral sin precedentes del JWST en el rango del infrarrojo medio, pudieron detectar estas moléculas con una claridad nunca antes alcanzada, algo que además marca un avance significativo con respecto a las misiones anteriores que permitirá que los científicos sondeen la intrincada química de las regiones de formación estelar con un detalle sin precedentes.

Al final, su objetivo de descubrir pistas sobre la presencia de material orgánico en sistemas solares de nueva formación fue un éxito. El hallazgo es un factor crucial para determinar la habitabilidad de los mundos que pronto se formarán en torno a estas estrellas recién nacidas.

Los cometas como mensajeros de vida

Este descubrimiento no solo proporciona evidencia convincente del origen en estado sólido de materiales orgánicos complejos en regiones de formación estelar, sino que también indica que los materiales que componen los cometas y, por extensión, los bloques de construcción de la vida en la Tierra y otros planetas y lunas, pueden ser heredados directamente de las primeras etapas de la evolución de un sistema estelar.

Los COM no son simplemente estructuras químicas complejas; son los andamios moleculares sobre los que se puede construir la biología del universo. Detectarlos en la fase sólida, encerrados en el hielo que rodea a las estrellas jóvenes, proporciona una pieza crucial en el rompecabezas cósmico.

Coctelera cósmica

Se cree que estas moléculas —incluyendo el metanol (CH3OH), el formato de metilo (CH3OCHO) y el etanol (CH3CH2OH)— se forman en las superficies de los granos de polvo interestelar, recubiertos de mantos helados. Los procesos que conducen a su formación implican moléculas simples que se adhieren a las superficies frías de los granos de polvo y sufren reacciones químicas, posiblemente catalizadas por la energía de los rayos cósmicos o la luz ultravioleta.

Para entender esto, imagina que el medio estelar de un nuevo sistema estelar es una coctelera cósmica donde granos de polvo flotan en el vacío, uniéndose a diferentes compuestos moleculares. Cuando la energía de la luz agita la mezcla, las moléculas pueden reaccionar para formar estructuras cada vez más complejas, pasando de un pisco a un pisco sour. Este proceso ocurre a temperaturas tan bajas que el agua y otros volátiles se congelan en los granos de polvo, proporcionando un soporte sobre el que surge la complejidad química necesaria para la vida.

Después, a medida que la gravedad comienza a formar planetas, este material orgánico complejo viaja en cometas formados por el hielo interestelar que pasan desde los fríos confines de zonas exteriores como la nube de Oort a los ambientes cálidos y nutritivos de los planetas recién formados. La detección de moléculas similares tanto en los hielos interestelares como en los cometas sugiere que hay una red de distribución cósmica que abarca vastas extensiones del espacio, conectando el nacimiento de las estrellas con los orígenes de la vida en planetas como la Tierra y posiblemente lunas como Europa.