¿Dónde se originaron las moléculas necesarias para el origen de la vida? Puede ser que esas pequeñas moléculas orgánicas aparecieran por primera vez en la Tierra y más tarde se combinaran para formar moléculas mayores, como proteínas y carbohidratos. Pero una segunda posibilidad es que se originaran en el espacio, posiblemente dentro de nuestro Sistema Solar.
Un nuevo estudio, publicado esta semana en la revista Chemical Physics, muestra que un pequeño número de moléculas orgánicas pequeñas pueden formarse en un ambiente frío y lleno de radiación, como el espacial.
Investigadores de la University of Sherbrooke en Canada han creado medioambientes espaciales simulados en los que finas láminas de hielo con metano y oxígeno son irradiados por haces de electrones. Cuando los electrones u otras formas de radiación inciden en los llamados hielos moleculares, tienen lugar reacciones químicas y se forman moléculas. Este estudio utilizó avanzadas técnicas, incluyendo la desorción estimulada por electrones (ESD), espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) y desorción programada por temperatura (TPD).
Los experimentos fueron llevados acabo en condiciones de vacío, necesarias para las técnicas empleadas, y que además imitan las condiciones del espacio exterior. Las películas de hielo con metano y oxígeno utilizadas imitan un ambiente espacial, ya que se forman varios tipos de hielo (no sólo de agua helada) alrededor de los granos de polvo en las densas y frías nubes moleculares de gas que existen en el medio interestelar. Estos tipos de ambientes helados también existen en objetos del sistema solar, como cometas, asteroides y lunas.
Todas estas superficies heladas son susceptibles de recibir múltiples formas de radiación, a menudo en presencia de campos magnéticos, que aceleran a las partículas cargadas del viento solar, a través de estos objetos helados. Anteriores estudios han investigado las reacciones químicas que tienen lugar en estos ambientes espaciales a través del uso de radiación ultravioleta y otros tipos de radiación, pero esta es la primera vez que el papel de los electrones secundarios se observa con tanto detalle.
Se producen muchos electrones secundarios cuando la radiación de alta energía -como rayos X o partículas pesadas- interactúa con la materia. Estos electrones, conocidos también como “electrones de baja energía,” o LEES, son todavía lo bastante energéticos como para inducir una mayor química. El trabajo de este equipo investigó la interacción de estos electrones de baja energía con las películas de hielo. Este nuevo estudio incluyó a los iones negativos eyectados y nuevas moléculas que se forman pero permanecen en la película helada.
El grupo de investigación encontró variedad de moléculas orgánicas en películas heladas sometidas a esos electrones de baja energía. Se formaron propileno, etano y acetileno en las películas de metano helado. Cuando irradiaron películas heladas con una mezcla de metano y oxígeno, encontraron evidencias de la formación de etanol.
Se encontró también evidencia indirecta de muchas otras moléculas orgánicas: metanol, ácido acético y formaldehído. Además, tanto los rayos X como los electrones de baja energía produjeron resultados similares, aunque a diferentes ratios. Por lo tanto, es posible que los componentes básicos de la vida se hayan producido a través de reacciones químicas inducidas por electrones secundarios en superficies heladas en el espacio expuesto a cualquier forma de radiación ionizante.
Fuente: American Institute of Physics.
