Un estudio liderado por la investigadora del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), Susana Iglesias-Groth, descubrió la presencia de numerosas moléculas orgánicas complejas prebióticas en una la región de formación estelar IC 348 de la Nube de Perseo, un joven cúmulo de estrellas de 2 a 3 millones de años de edad y próxima al Sistema Solar. Algunas de estas biomoléculas “son los ladrillos esenciales para la construcción de moléculas más complejas como los aminoácidos, que dieron forma al código genético” de antiguos microorganismos e hicieron que prosperara la vida en la Tierra.
La Nube de Perseo consta de muchas estrellas jóvenes con discos protoplanetarios en los que acontecen los procesos físicos que dan lugar a los planetas. En las últimas décadas “no ha tenido secretos” para Susana Iglesias-Groth, una pionera en el estudio e identificación de hidrocarburos complejos y moléculas clave para la vida en el espacio interestelar.
Ha analizado fullerenos e hidrocarburos policíclicos aromáticos, naftaleno y antraceno, aminoácidos, glicina y otras moléculas prebióticas, utilizando espectroscopia de alta resolución y trabajos de laboratorio para lograr su caracterización espectroscópica. Esta línea de investigación sobre astroquímica expone los primeros pasos de vida en el universo.
Cuestionada por el descubrimiento de estas moléculas en esa región de la Nube de Perseo, Iglesias-Groth manifestó que “la presencia de moléculas prebióticas” en ubicaciones interestelares tan próximas, mil años luz, “es una gran oportunidad para ser testigos de como fue la primera fase de formación de nuestro sistema solar, porque, al fin y al cabo, las moléculas orgánicas complejas se formaron de una nube y fueron agregándose al nacimiento de los planetas en los discos protoplanetarios” y la “evolución del carbono y las reacciones químicas que pueden originar la vida”.
Recordó que “lo interesante de Perseo es que es una región joven y tiene muchas estrellas que se están formando con sus discos protoplanetarios, y en particular en la zona de IC348 donde he centrado este artículo, es un conjunto de muchas estrellas jóvenes, aunque ha estudiado solo ocho, donde acontecen procesos físicos que dan lugar a los planetas. Tienen una edad de dos a tres millones de años, un bebé frente a nuestro sistema solar que tiene 4.500 millones. Esa nube protoestelar que dio lugar a estas estrellas nos aporta muchísima información de las primera fases de formación y queremos conocer si estas moléculas orgánicas carbonáceas prebióticas se han formado previamente, cuando estaban en las nubes y antes de que formaran las estrellas, o favorecidas por la radiación ultravioleta de esas estrellas”.
Iglesias-Groth señaló que esas moléculas se identificaron a través del infrarrojo medio del satélite Spitzer de la NASA y en diferentes instrumentos y rangos: “moléculas y átomos de hidrógeno (H2), oxígeno (O2), azufre (S), nitrógeno (N), y compuestos como hidroxilo (OH), agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), amoníaco (NH3), así como hidrocarburos más complejos y moléculas prebióticas como cianuro de hidrógeno (HCN), acetileno (C2H2), diacetileno (C4H2), cianoacetileno (HC3N), cianobutadieno (HC5N), etano (C2H6), hexatrina (C6H2) o benzeno (C6H6), “hablamos de moléculas grandes, algunas superan los 12 átomos” como el benceno.
Además, confirmó la presencia de moléculas más complejas claves para la vida. “He podido identificar 25 moléculas en esta región estelar muy rica y con condiciones, según los estudios de laboratorio, para que las reacciones químicas generen aminoácidos que al combinarse formen proteínas, los ladrillos de la vida, y también nucleobases, que son moléculas compuestas por 20 átomos o más, entre ellas el nitrógeno, y son las unidades fundamentales del código genético”. “Tengo evidencias y estoy pendiente de confirmarlas con el telescopio espacial James Webb, una propuesta que ya ha sido cursada a la NASA”.
Astroquímica, astrofísica y astrobiología en formación estelar IC 348
Susana Iglesias-Groth ha encontrado una intensa interacción entre la astrofísica, la astroquímica y astrobiología. En la misma región de formación estelar IC 348 de la Nube de Perseo, la investigadora detectó moléculas de carbono puro. Los fullerenos son moléculas que tienen en su estructura los pentágonos y hexágonos de carbono que, con frecuencia, aparecen en moléculas claves para la vida. Son, además, la tercera forma estable del carbono, junto al diamante y al grafito.
“Mi tesis publicada en 2019 fue estudiando la presencia de los fullerenos C60 y C70. Lo importante es que están formados por hexágonos y pentágonos de carbono. Si uno mira el C60 es como la clásica pelota de fútbol donde en las uniones de los hexágonos y pentágonos tenemos un átomo de carbono. Están dotados de una gran estabilidad, siendo muy resistentes a intensos campos de radiación e incluso al bombardeo con partículas muy energéticas, fenómenos muy presentes en las regiones de formación estelar, sin embargo, se pueden llegar a romper en determinadas condiciones aunque es difícil”, aseguró.
La investigadora recordó que esos hexágonos y pentágonos “se encuentran en los bloques de construcción de las moléculas prebióticas”. “Hay aminoácidos como triptófano (esencial para el crecimiento y la producción y mantenimiento de proteínas, músculos, enzimas y neurotransmisores) que tienen esos anillos de carbono, o también diversos hidrocarburos aromáticos como el naftaleno, qué son anillos hexágonos de carbono unidos al hidrógeno, y que si se fusionan a otros átomos pueden originar moléculas.
