La materia orgánica más compleja jamás detectada en el espacio interestelar

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¿Se te hace agua la boca? Debería ser. Esa molécula de la izquierda se llama formiato de etilo (C2H5OCHO), y es en parte responsable de los sabores del brandy, la mantequilla, las frambuesas y el ron.

En cuanto a este, es un disolvente llamado cianuro de n-propilo (C3H7CN); No tan sabroso.

Ambos son compuestos orgánicos altamente complejos, y ambos han sido detectados en el espacio, según una nueva investigación, agregando evidencia que hace agua la boca a la búsqueda de vida extraterrestre.

El equipo de investigación proviene de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York y la Universidad de Colonia y el Instituto Max Planck de Radio Astronomía (MPIfR), ambos en Alemania. Sus descubrimientos representan dos de las moléculas más complejas descubiertas hasta ahora en el espacio interestelar.

Para realizar las observaciones, el equipo utilizó el telescopio de 30 metros del Instituto de Radioastronomía Millimétrique (IRAM) en Pico Veleta, en el sur de España.

Sus modelos computacionales de la química interestelar también indican que pueden estar presentes moléculas orgánicas aún más grandes, incluidos los hasta ahora esquivos aminoácidos, que se cree que son esenciales para la vida. El aminoácido más simple, la glicina (NH2CH2COOH), se ha buscado en el pasado, pero no se ha detectado con éxito. Sin embargo, el tamaño y la complejidad de esta molécula coinciden con las dos nuevas moléculas descubiertas por el equipo.

Los resultados se presentan esta semana en la Semana Europea de Astronomía y Ciencias del Espacio en la Universidad de Hertfordshire, en el Reino Unido.

El IRAM se centró en la región de formación estelar Sagitario B2, cerca del centro de nuestra galaxia. Las dos nuevas moléculas se detectaron en una nube de gas caliente y densa conocida como la "Gran Molécula Heimat", que contiene una estrella luminosa recién formada. Grandes moléculas orgánicas de muchos tipos diferentes se han detectado en esta nube en el pasado, incluidos los alcoholes, los aldehídos y los ácidos. Las nuevas moléculas de formiato de etilo y cianuro de n-propilo representan dos clases diferentes de moléculas: los ésteres y los cianuros de alquilo, y son las más complejas de su tipo detectadas hasta ahora en el espacio interestelar.

Los átomos y las moléculas emiten radiación a frecuencias muy específicas, que aparecen como "líneas" características en el espectro electromagnético de una fuente astronómica. Reconocer la firma de una molécula en ese espectro es similar a identificar una huella digital humana.

"La dificultad en la búsqueda de moléculas complejas es que las mejores fuentes astronómicas contienen tantas moléculas diferentes que sus" huellas digitales "se superponen y son difíciles de desenredar", dice Arnaud Belloche, científico del Instituto Max Planck y primer autor del artículo de investigación. .

"Las moléculas más grandes son aún más difíciles de identificar porque sus" huellas digitales "son apenas visibles: su radiación se distribuye en muchas más líneas que son mucho más débiles", agregó Holger Mueller, investigador de la Universidad de Colonia. De 3,700 líneas espectrales detectadas con el telescopio IRAM, el equipo identificó 36 líneas que pertenecen a las dos nuevas moléculas.

Luego, los investigadores utilizaron un modelo computacional para comprender los procesos químicos que permiten que estas y otras moléculas se formen en el espacio. Las reacciones químicas pueden tener lugar como resultado de colisiones entre partículas gaseosas; pero también hay pequeños granos de polvo suspendidos en el gas interestelar, y estos granos pueden usarse como lugares de aterrizaje para que los átomos se encuentren y reaccionen, produciendo moléculas. Como resultado, los granos acumulan gruesas capas de hielo, compuestas principalmente de
agua, pero que también contiene una serie de moléculas orgánicas básicas como el metanol, el alcohol más simple.

"Pero", dice Robin Garrod, un astroquímico de la Universidad de Cornell, "las moléculas realmente grandes no parecen acumularse de esta manera, átomo por átomo". Por el contrario, los modelos computacionales sugieren que las moléculas más complejas se forman sección por sección, utilizando bloques de construcción preformados que son proporcionados por moléculas, como el metanol, que ya están presentes en los granos de polvo. Los modelos computacionales muestran que estas secciones, o "grupos funcionales", pueden sumarse eficientemente, formando una "cadena" molecular en una serie de pasos cortos. Las dos moléculas recién descubiertas parecen producirse de esta manera.

Garrod agrega: "No hay un límite aparente para el tamaño de las moléculas que se pueden formar por este proceso, por lo que hay buenas razones para esperar que haya moléculas orgánicas aún más complejas, si podemos detectarlas".

El equipo cree que esto sucederá en el futuro cercano, particularmente con instrumentos futuros como el Atacama Large Millimeter Array (ALMA) en Chile.

Fuentes: Real Sociedad Astronómica. El artículo original está en prensa en el diario.Astronomía y astrofísica.

Semana Europea de Astronomía y Ciencias del Espacio
Instituto Max Planck de Radioastronomía
Base de datos de Colonia para espectroscopía molecular
Lista de referencia de las 150 moléculas actualmente conocidas en el espacio
Universidad de Cornell
Institut fuer Radioastronomie im Millimeterbereich (IRAM)
Matriz de gran milímetro de Atacama (ALMA)

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