El hielo interestelar puede ser el secreto de la vida

Los electrones de baja energía pueden catalizar moléculas orgánicas esenciales

Intentar comprender los orígenes de la vida es quizás el problema más difícil para los químicos y biólogos. Las complejas moléculas que componen la vida, como el ADN y las proteínas, se construyen a partir de moléculas orgánicas más pequeñas, que algunos científicos creen que se originaron en el espacio. Los bloques de construcción para la vida, incluidos los azúcares simples, los aminoácidos y los componentes del ARN, se han detectado en cometas y asteroides, aunque no está claro cómo se forman estas moléculas.

Ahora, un equipo de físicos de la Universidad de Sherbrooke en Quebec, Canadá, ha generado moléculas orgánicas clave en condiciones que simulan el espacio profundo, bombardeando películas congeladas de metano y oxígeno con electrones. Estas películas heladas simulan las condiciones de nubes de polvo interestelar, cometas y otros objetos estelares, donde moléculas simples como el metano se condensan alrededor de partículas de polvo.

Estudios previos han analizado los efectos de la radiación de alta energía en estas películas congeladas, pero Sasan Esmaili, autor principal de este trabajo, cree que la química interestelar puede ser impulsada por electrones de baja energía, en lugar de rayos X, rayos gamma o partículas de alta energía.

Cuando la radiación de alta energía interactúa con la materia, se puede producir una explosión de electrones de menor energía. La hipótesis de Esmaili es que estos electrones, en lugar de la radiación de alta energía, podrían ser responsables de gran parte de la química que produce moléculas orgánicas en el espacio.

El equipo de Esmaili trabajó bajo un vacío ultra alto, a temperaturas de 22 grados Kelvin (-251 Celsius) para condensar metano y oxígeno en una superficie de platino. Luego irradiaron las películas con un haz de electrones con una energía de 70 electro-voltios para simular los efectos de los electrones generados en el espacio a partir de la radiación de alta energía que colisiona con la materia.

Las películas congeladas se analizaron mediante una serie de poderosas técnicas, incluida la Espectrometría de masas por Desorción Electromaestimulada (ESI), para identificar las nuevas moléculas que se habían formado. Se descubrió que las películas congeladas de metano producen pequeños hidrocarburos, tales como propileno, etano y acetileno. Cuando se sometió al haz de electrones una mezcla de metano y oxígeno, se observó la formación de etanol, junto con la evidencia de la formación de metanol y ácido acético.

Estas pequeñas moléculas orgánicas podrían ser todas precursoras de moléculas más complejas, especialmente cuando se introducen otros elementos importantes, como el nitrógeno. El trabajo ofrece una posible nueva explicación de cómo se pueden haber originado los bloques de construcción críticos de la vida, a partir de un estallido de electrones generado por la radiación interestelar.

Esmaili y sus colegas concluyen: "Esta síntesis molecular impulsada por la radiación puede representar una fuerza motriz en la biogénesis original de los bloques de construcción moleculares de la vida en nuestro propio sistema solar y, debido a la naturaleza omnipresente de la materia y la radiación, puede representar un elemento clave en la biogénesis molecular en todo el universo".

La investigación se publica en The Journal of Chemical Physics: Synthesis of complex organic molecules in simulated methane rich astrophysical ices