🧬 Las moléculas de la vida se formarían incluso antes que los planetas
Para simular las condiciones hostiles del medio interestelar, los científicos enfriaron glicina, un aminoácido simple, a temperaturas extremas cercanas a los -260°C. Luego, expusieron esta muestra helada a un bombardeo de protones energéticos, imitando el efecto de los rayos cósmicos. Este experimento de laboratorio permitió observar la creación de glicilglicina, la cadena peptídica más pequeña posible.
A diferencia de lo que se pensaba, esta reacción química no requiere agua líquida. En efecto, la energía aportada por las radiaciones ionizantes basta para romper y reformar enlaces entre los aminoácidos, incluso en un ambiente tan frío e inhóspito. Por lo tanto, los rayos cósmicos actúan como un verdadero motor para ensamblar moléculas más elaboradas.
Estos descubrimientos amplían considerablemente los lugares donde los precursores de la vida pueden aparecer. Por ejemplo, las nubes de gas y polvo que dan nacimiento a las estrellas y planetas podrían ya contener estos péptidos. Luego, cuando estos materiales se agregan para formar un sistema estelar, estas moléculas esenciales se depositan sobre las superficies planetarias.
Si un planeta rocoso posee agua en estado líquido, estos bloques moleculares llegados del espacio podrían entonces participar en la emergencia de la vida. No obstante, el paso de los péptidos a las primeras células vivas sigue siendo un proceso que la ciencia busca aún dilucidar.
Además de la glicilglicina, el experimento también condujo a la formación de agua normal y agua pesada, así como de otras moléculas orgánicas elaboradas. Según Sergio Ioppolo, investigador de la universidad de Aarhus, esta diversidad muestra que procesos químicos activos tienen lugar mucho antes de la formación de las estrellas, en nubes interestelares que se creían inertes.
El estudio, publicado en Nature Astronomy, abre nuevas pistas para comprender la distribución de los ingredientes de la vida en el Universo. Los próximos pasos consistirán en verificar si otros péptidos, más largos, pueden formarse según el mismo mecanismo en el espacio.
Los rayos cósmicos, artesanos de la química espacial
En el vacío interestelar, las temperaturas son tan bajas que la mayoría de las reacciones químicas son normalmente imposibles. Sin embargo, radiaciones muy energéticas, llamadas rayos cósmicos, atraviesan constantemente el espacio. Estas partículas cargadas, a menudo protones acelerados a velocidades cercanas a la de la luz, interactúan con la materia que encuentran.
Cuando un rayo cósmico impacta un grano de polvo helado, transfiere parte de su energía a las moléculas atrapadas en el hielo. Esta energía puede romper los enlaces químicos existentes, liberando átomos y fragmentos moleculares muy reactivos. Estas especies químicas inestables buscan entonces rápidamente unirse a otros átomos o moléculas para recuperar un estado más estable.
En el caso de los aminoácidos como la glicina, esta agitación provocada por la radiación permite que dos moléculas se acerquen y formen un enlace peptídico. Es este enlace el que une los aminoácidos entre sí para crear cadenas, primeros pasos hacia las proteínas. Este proceso ocurre sin necesidad del calor o del agua líquida que se encuentra en los planetas.
Así, lejos de ser un ambiente químicamente muerto, el espacio interestelar es el teatro de una química activa impulsada por la radiación. Este mecanismo explica cómo moléculas cada vez más elaboradas pueden ensamblarse en el frío profundo, mucho antes del nacimiento de las estrellas y los planetas.
De la nube interestelar al planeta habitable
Las nubes moleculares gigantes, compuestas de gas y polvo, son las cunas de las estrellas. Bajo el efecto de la gravedad, ciertas regiones de estas nubes colapsan sobre sí mismas, formando un disco protoplanetario en rotación alrededor de una estrella joven. Toda la materia de la nube, incluidas las moléculas orgánicas formadas sobre los granos de hielo, se incorpora a este disco.
Dentro de este disco, los polvos y los hielos se aglomeran para formar cuerpos cada vez más grandes: guijarros, planetesimales, y finalmente planetas. Las moléculas elaboradas como los péptidos, presentes desde el principio en la nube, se integran así a los materiales de construcción planetarios. Sobreviven al viaje y se encuentran en la superficie de los mundos recién formados.
Para que un planeta sea considerado habitable, debe tener condiciones que permitan al agua ser líquida. La preexistencia de péptidos y otras moléculas orgánicas proporciona entonces una especie de kit de inicio químico.
La presencia de estos bloques moleculares no garantiza la aparición de la vida, pero facilita considerablemente sus primeros pasos. Este fenómeno implica que los ingredientes fundamentales podrían estar ampliamente extendidos en la Galaxia, aumentando las posibilidades de encontrar entornos propicios para la emergencia de lo viviente más allá de la Tierra.