Hallan en el espacio interestelar una molécula fundamental para entender el origen de la vida

(CNN) – Los científicos han descubierto la molécula orgánica más grande que contiene azufre, un ingrediente clave para la vida, jamás identificada en el espacio interestelar. Los investigadores consideran este descubrimiento un “eslabón perdido” en la comprensión científica de los orígenes cósmicos de la química de la vida.

El azufre es el décimo elemento más abundante del universo y un componente esencial de aminoácidos, proteínas y enzimas en la Tierra. Si bien los investigadores ya habían encontrado moléculas con azufre similares a la recién descubierta en cometas y meteoritos, existía una desconcertante falta de moléculas grandes, incluido el azufre, en el espacio interestelar, la vasta región entre estrellas salpicada de nubes de polvo y gas.

“El azufre llegó a la Tierra desde el espacio hace mucho, mucho tiempo”, dijo Mitsunori Araki, científico del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Alemania y autor principal de un estudio sobre el descubrimiento, que se publicó la semana pasada en la revista Nature Astronomy.

Sin embargo, solo hemos encontrado una cantidad muy limitada de moléculas que contienen azufre en el espacio, lo cual es extraño. Debería existir en cantidades enormes, pero es muy difícil de encontrar.

Un equipo diferente de investigadores sugirió previamente que el azufre podría parecer raro en el espacio porque está atrapado en el hielo cósmico, ocultándose a simple vista en lugar de desaparecer.

Por lo tanto, la nueva detección añade una pieza importante a este rompecabezas. «Esta es la molécula de azufre más grande jamás encontrada en el espacio, con 13 átomos», dijo Araki. «Antes de esta, la más grande solo tenía nueve átomos, pero ya era un caso raro, porque la mayoría de las moléculas de azufre detectadas solo tenían tres, cuatro o cinco átomos».

Encontrar moléculas más grandes es importante, añadió, porque ayuda a llenar un vacío existente entre la química simple encontrada en el espacio y los componentes básicos más complejos de la vida que se han descubierto en cometas y meteoritos.

La molécula, que también contiene carbono e hidrógeno, se denomina 2,5-ciclohexadieno-1-tiona y se suma a un catálogo creciente de más de 300 moléculas observadas en el espacio hasta la fecha. El hallazgo, según Araki, sugiere que en el futuro podrían detectarse muchas más moléculas con azufre, quizás incluso de mayor tamaño.

Viveros estelares

La molécula fue encontrada dentro de una nube molecular llamada G+0.693–0.027 a unos 27.000 años luz de la Tierra, cerca del centro de nuestra galaxia.

Las nubes moleculares son concentraciones frías y densas de polvo y gas que permiten la formación de moléculas. Actúan como viveros estelares, ya que la gravedad crea cúmulos que eventualmente se convierten en estrellas jóvenes.

“Una nube molecular es donde ocurre la formación de estrellas”, dijo Valerio Lattanzi, también científico del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre y coautor del estudio.

Con el tiempo, añadió Lattanzi, algunas de estas nubes conducirán a la formación de sistemas planetarios como nuestro propio sistema solar. «Los ingredientes incrustados en la nube molecular se transferirán a los planetas», afirmó. «Estamos intentando averiguar cuáles son los ingredientes que eventualmente formarán la vida, intentando comprender cómo, a partir de moléculas simples, llegamos a la vida tal como la conocemos en la Tierra. Y estamos intentando añadir elementos a este panorama, uno por uno».

Los investigadores sintetizaron primero la molécula aplicando una descarga eléctrica a una sustancia llamada tiofenol, un líquido maloliente que contiene azufre, carbono e hidrógeno. Posteriormente, obtuvieron una “huella de radio” extremadamente precisa de la molécula, que compararon con datos de telescopios existentes de la observación de la nube, recopilados por los radiotelescopios IRAM-30m y Yebes en España.

“Habíamos visto en observaciones anteriores que las moléculas de azufre eran bastante abundantes en esta nube”, dijo Lattanzi. “Por eso fue un objetivo muy bueno para nosotros. Creemos que uno de los posibles orígenes de la vida en la Tierra se debe a las colisiones e impactos de pequeños sistemas de cuerpos celestes, como cometas y meteoritos, con nuestro planeta en el pasado, que probablemente trajeron moléculas complejas, incluyendo algunas que contienen azufre. Así que eso es lo que intentamos hacer: conectar estos eslabones perdidos en el camino hacia la formación de la vida tal como la conocemos”.

‘Una apasionante historia de detectives’

Kate Freeman, profesora de Geociencias de la Universidad Evan Pugh en la Universidad Estatal de Pensilvania, calificó el estudio como “una apasionante historia de detectives hecha posible gracias a potentes radiotelescopios y una muy buena estrategia de búsqueda”.

Se sabe que los meteoritos tienen compuestos de azufre grandes y complejos, dijo Freeman, quien no participó en la investigación, y probablemente trajeron muchos de ellos a la Tierra para ayudar a preparar el escenario para la química de la vida.

“Sin embargo, desconocíamos con certeza como estos compuestos llegaron a los meteoritos o a sus cuerpos planetarios precursores”, añadió en un correo electrónico. “Ahora sabemos que existe al menos una buena posibilidad de que algunos de ellos provengan de fuera del sistema solar, de regiones ricas en moléculas de nuestra galaxia, como la zona estudiada por los autores”.

El azufre es uno de los seis elementos esenciales para la vida en la Tierra y puede haber sido un ingrediente crítico en las primeras formas de vida en la Tierra, proporcionando combustible vital a los microbios antiguos, según Sara Russell, profesora de ciencias planetarias en el Museo de Historia Natural de Londres.

“La presencia de moléculas orgánicas complejas en el centro de nuestra Vía Láctea implica que materiales biológicamente importantes podrían estar presentes en todas partes del espacio”, declaró Russell, quien no participó en el estudio, en un correo electrónico. “Encontrar estas moléculas tan lejos de nuestro planeta también sugiere que procesos similares podrían estar ocurriendo en otros lugares; esto hace que la presencia de vida en otro planeta sea un poco más probable”.

Ryan Fortenberry, profesor asociado de química y bioquímica en la Universidad de Mississippi, afirmó estar entusiasmado con los hallazgos. «El azufre, como átomo, ocupa un lugar muy especial en la tabla periódica. Posee una química única que permite a las moléculas hacer mucho más de lo que solo el oxígeno, el nitrógeno y el carbono permitirían», explicó Fortenberry por correo electrónico. «Encontrar moléculas con azufre nos ayuda a comprender mejor dónde pudo haber surgido la vida y dónde podría haber terminado».

Hace más de 50 años era un milagro encontrar moléculas en el espacio, añadió Fortenberry, quien tampoco participó del estudio.

“El pensamiento común era que el duro entorno simplemente los descompondría; ahora estamos encontrando moléculas con 13 átomos y algunas con varias docenas de átomos”, dijo.

Las moléculas son más resistentes de lo que creíamos, y los telescopios nos han demostrado que la química del espacio es mucho más rica de lo que podríamos haber imaginado. Espero firmemente que encontremos aminoácidos en el espacio más allá de nuestro sistema solar.