Moléculas de anillo de carbono ligadas a la vida encontradas en el espacio por primera vez

Por primera vez en el espacio, se han identificado moléculas complejas que contienen carbono que podrían ayudar a explicar cómo comenzó la vida.

Estas moléculas, llamadas hidrocarburos aromáticos policíclicos, o PAH, están formadas por varios anillos hexagonales de carbono conectados con átomos de hidrógeno en los bordes. Los astrónomos han sospechado durante décadas que estas moléculas eran abundantes en el espacio, pero ninguna había sido identificada directamente antes.

En el pasado, se han visto moléculas más simples con un solo anillo de carbono. Pero «ahora estamos encantados de ver que podemos detectar estos PAH más grandes por primera vez en el espacio», dice el astroquímico del MIT Brett McGuire, cuyo equipo informa sobre el descubrimiento el 19 de marzo. Ciencias.

El estudio de estas y otras moléculas similares podría ayudar a los científicos a comprender cómo los precursores químicos de la vida podrían comenzar en el espacio. «El carbono es una parte fundamental de las reacciones químicas, especialmente las reacciones que conducen a las moléculas esenciales de la vida», dice McGuire. «Esta es nuestra ventana a un tanque enorme de ellos».

Desde la década de 1980, los astrónomos han visto un misterioso resplandor infrarrojo que emana de puntos dentro de nuestra galaxia y otros. Muchos sospecharon que el brillo provenía de las API, pero no pudieron identificar una fuente específica. Las señales de varios PAH diferentes se superponen demasiado para separarlos, como un coro que se mezcla tan bien que el oído no puede distinguir las voces individuales.

En lugar de buscar una sola voz en las señales infrarrojas, McGuire y sus colegas recurrieron a las ondas de radio, donde diferentes IPA cantan diferentes canciones. El equipo entrenó el poderoso Telescopio Green Bank en Virginia Occidental en TMC-1, una nube oscura a unos 430 años luz de la Tierra cerca de la constelación de Tauro.

Moléculas de anillo de carbono ligadas a la vida encontradas en el espacio por primera vez, Forma parte de la Vida
La nube interestelar TMC-1 (arriba, filamentos negros) aparece como una raya oscura en el cielo junto al brillante cúmulo de estrellas de las Pléyades (derecha).Brett A. McGuire

Anteriormente, McGuire había descubierto que la nube contiene benzonitrilo, una molécula compuesta por un solo anillo de carbono (SN: 2/10/19). Entonces pensó que era un buen lugar para buscar moléculas más complicadas.

El equipo detectó 1 y 2-cianoftaleno, moléculas de dos anillos con 11 átomos de carbono, siete hidrógenos y un átomo de nitrógeno. La concentración está bastante extendida, dice McGuire: «Si llena el interior de su automóvil compacto promedio con [gas from] TMC-1, tendría menos de 10 moléculas de cada HAP que detectamos «.

Pero fue mucho más de lo que esperaba el equipo. La nube contiene entre 100.000 y un millón de veces más IPA de lo que predicen los modelos teóricos. «Es una locura, es demasiado», dice McGuire.

Se cree que los HAP se forman en el espacio de dos formas: a partir de las cenizas de estrellas muertas o de reacciones químicas directas en el espacio interestelar. Como TMC-1 recién está comenzando a formar estrellas, McGuire esperaba que cualquier IPA que contenga tendría que construirse a partir de reacciones químicas directas en el espacio. Pero ese escenario no puede explicar todas las moléculas de PAH que encontró el equipo. Hay demasiado para explicar fácilmente incluso con cenizas de estrellas. Esto significa que probablemente falte algo en las teorías de los astroquímicos sobre cómo se pueden formar los PAH en el espacio.

«Estamos trabajando en un territorio inexplorado aquí», dice, «lo cual es emocionante».

La identificación de PAH en el espacio es «algo importante», dice la astroquímica Alessandra Ricca del Instituto SETI en Mountain View, California, que no participó en el nuevo estudio. El trabajo «es el primero que ha demostrado que estas moléculas de PAH existen realmente en el espacio», dice. «Antes, era sólo una suposición».

El grupo de Ricca está trabajando en una base de datos de señales IPA infrarrojas que puede buscar el telescopio espacial James Webb, cuyo lanzamiento está previsto para octubre. «Todo esto será muy útil para JWST y la investigación del carbono en el universo», dice.

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