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Los bloques constructivos de la vida, recreados en el laboratorio

Las moléculas orgánicas complejas se observan abundantemente en las nubes interestelares, pero no está claro cómo se forman. Un grupo de físicos financiado por la Unión Europea estudió los procesos físicos y químicos en condiciones controladas de laboratorio con el fin de identificar los pasos necesarios para la formación de los bloques constitutivos de la vida.
Los bloques constructivos de la vida, recreados en el laboratorio
Décadas de observaciones astronómicas han mostrado que el medio interestelar contiene grandes cantidades de iones, radicales y especies moleculares pequeñas y mayores. Por otra parte, los estudios de laboratorio y los modelos astroquímicos apuntan a una relación compleja entre las fases gaseosas y sólidas.

En particular, se espera que muchas moléculas orgánicas, incluidos los aminoácidos, se formen en los granos de polvo helado bajo la acción de la irradiación con rayos ultravioleta o la interacción con rayos cósmicos. Aun así, interpretar los resultados es difícil porque las medidas se realizaron ex situ.

Para comprender los procesos astroquímicos en estado sólido responsables de la complejidad molecular del medio interestelar, se necesitan experimentos de laboratorio específicos. Este fue el objetivo del proyecto NATURALISM (Novel analysis toward understanding the molecular complexity in the interstellar medium), financiado por la Unión Europea.

Para conseguir este objetivo, el equipo de NATURALISM utilizó un nuevo montaje experimental, construido recientemente, que ahora genera sus primeros datos: la herramienta de análisis de masas para reacciones en hielos interestelares (MATRI2CES). Este sistema de ultra alto vacío simula las condiciones propias de las nubes interestelares, frías y oscuras.

En particular, la química en estado sólido a baja temperatura se inicia mediante una lámpara de descarga de hidrógeno impulsada con microondas que imita la radiación que se origina en el espacio con los rayos cósmicos. Estas lámparas se utilizaron para estudiar la fotoquímica en análogos de hielo interestelar.

Las capacidades de MATRI2CES se demostraron mediante el análisis cinético de distintos fotoproductos de hielo de metano a una temperatura de 20 grados Kelvin. También se encontraron indicios convincentes sobre la formación de especies con más de cuatro átomos de carbono.

El etanodiol, también conocido como etilenglicol, es una de las moléculas orgánicas complejas más grandes detectadas en el espacio hasta la fecha. Los científicos de NATURALISM construyeron un conjunto de parámetros espectroscópicos para facilitar la búsqueda de esta molécula en longitudes de ondas milimétricas y submilimétricas.

Los datos recogidos serán útiles para identificar el etanodiol y otras moléculas mediante matrices de radiotelescopios como la Atacama Large Millimeter Array (ALMA). Junto con la sensibilidad destacable del ALMA, los astrónomos podrán abrir el cofre del tesoro que suponen los puntos más eficientes de producción de moléculas orgánicas complejas del Universo.

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Palabras clave

Moléculas orgánicas complejas, interestelar, astroquímico, granos de polvo helado, rayos cósmicos
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