Descubren una Nueva Molécula en Hielos Interestelares Alrededor de Protoestrellas

Rusia - Ekhbary News Agency

EKATERIMBURGO, 22 de enero. /TASS/. Científicos de la Universidad Federal de los Urales (UrFU) han descubierto por primera vez en hielos interestelares alrededor de protoestrellas la molécula de óxido nitroso, conocida como el "gas de la risa", según informó el departamento de comunicaciones científicas de la UrFU.

Este descubrimiento innovador aporta una contribución significativa a nuestra comprensión de cómo se forman y evolucionan las moléculas en el cosmos. El óxido nitroso (N2O) también se encuentra en la atmósfera terrestre, donde actúa como un gas de efecto invernadero, pero su presencia en el entorno espacial ofrece nuevas perspectivas sobre los procesos químicos complejos que tienen lugar en el universo.

"Los científicos han descubierto el 'gas de la risa', el óxido nitroso (N2O), en hielos interestelares. <…> En la fase sólida del medio interestelar <…>, solo se han identificado de manera concluyente ocho moléculas hasta la fecha. Por lo tanto, la molécula de N2O se ha convertido en la novena molécula detectada. Además de esta, el equipo de la UrFU también ha anunciado el descubrimiento preliminar de otra molécula: el ácido isociánico (HNCO)", se indica en el comunicado.

El hallazgo es particularmente importante porque la identificación de moléculas en la fase sólida del medio interestelar, es decir, en forma de hielo, es considerablemente más difícil que en la fase gaseosa. Estas moléculas generalmente se forman a temperaturas muy bajas, típicamente entre 10 y 20 Kelvin (-263 a -253 °C). A estas temperaturas, la materia existe en estado sólido, lo que permite que las moléculas se agrupen más cerca y participen en reacciones químicas. Estos hielos se forman en la superficie de partículas de polvo cósmico, y se conocen como hielos interestelares.

Los investigadores tuvieron que emplear técnicas especializadas para detectar estas moléculas. La molécula de N2O solo puede registrarse en el rango infrarrojo si hay una estrella cercana que "ilumina" la región de interés. Esta "iluminación" permite que la luz en longitudes de onda específicas emitidas por la molécula sea detectada e identificada. A medida que la luz estelar atraviesa estas nubes de hielo, las moléculas dentro del hielo absorben ciertas longitudes de onda, dejando una "huella dactilar" única. Al analizar estos espectros de absorción, los científicos pueden determinar la composición química del hielo.

La molécula de N2O descubierta entra en reacciones químicas más fácilmente a bajas temperaturas en comparación con el nitrógeno molecular (N2), que se postula como el principal portador de nitrógeno en los mantos de hielo. Esto sugiere que el N2O podría desempeñar un papel importante en la formación de compuestos nitrogenados más complejos que podrían convertirse en los componentes básicos de la vida en el universo primitivo.

Los científicos creen que el N2O puede participar en la formación de compuestos nitrogenados más complejos, incluyendo aminoácidos, que son esenciales para la construcción de proteínas, la base de los organismos vivos. Esto abre la posibilidad de que las semillas de la vida puedan ser sembradas en el espacio.

"El descubrimiento de óxido nitroso en más de una docena de protoestrellas significa que esta molécula está ampliamente distribuida en los hielos interestelares, y nuestro trabajo es el primer descubrimiento seguro de N2O helado", dijo Varvara Karteeva, asistente de investigación en el laboratorio científico de investigación astroquímica de la UrFU.

El óxido nitroso fue detectado en 16 protoestrellas, 8 de las cuales se encuentran en la región de formación estelar de Orión A. El estudio fue descrito en la revista Astronomy and Astrophysics, y el trabajo fue apoyado por el Fondo Ruso de Ciencia (proyecto №23-12-00315).

Los científicos especulan que la alta intensidad de la radiación ultravioleta en esta área podría desempeñar un papel clave en la formación de óxido nitroso en los hielos interestelares. Sin embargo, los mecanismos exactos de su formación siguen siendo objeto de futuras investigaciones, enfatizan los astroquímicos de la UrFU.

El hielo interestelar es una envoltura helada sobre partículas de polvo cósmico en nubes frías. Es un reservorio importante de sustancias volátiles en el universo y una "cuna química" para moléculas complejas. Bajo la influencia de los rayos cósmicos y la radiación ultravioleta, ocurren reacciones inducidas por radiación (que no requieren altas temperaturas), así como otras reacciones que pueden conducir a la síntesis de materia orgánica compleja. Esto significa que los componentes básicos para la vida (química prebiótica) comienzan a formarse en el espacio, antes de la formación de planetas, y luego pueden ser transportados a las superficies planetarias por cometas y asteroides.

El descubrimiento de óxido nitroso proporciona evidencia crucial de cuán común es esta molécula en la vasta extensión del espacio. Antes de este hallazgo, el N2O no había sido detectado en hielos interestelares. Los científicos esperan que este descubrimiento juegue un papel importante en la comprensión de los procesos de formación de moléculas complejas en el universo. El hecho de que el N2O pueda actuar como precursor de moléculas nitrogenadas más complejas profundiza nuestra comprensión de la formación de la vida.

Los científicos de la Universidad Federal de los Urales han demostrado, a través de este descubrimiento, que el óxido nitroso puede contribuir a la síntesis de compuestos orgánicos durante las primeras etapas de la formación planetaria. Esto ampliará nuestra comprensión de cómo la vida podría originarse en planetas en nuestro sistema solar y en otros sistemas estelares. Además, este estudio abre el camino para una mayor exploración del papel del N2O en astroquímica y amplía nuestro conocimiento sobre la evolución química del medio interestelar.

Este descubrimiento subraya la importancia de la colaboración internacional en la expansión de nuestro conocimiento sobre el cosmos. Los investigadores de la UrFU recibieron apoyo del Fondo Ruso de Ciencia para este estudio y publicaron sus hallazgos en la revista Astronomy and Astrophysics. Esto demuestra cómo los descubrimientos científicos se logran a través de esfuerzos y apoyo a nivel mundial. La investigación enfatiza una vez más la importancia de la exploración espacial continua para desentrañar los misterios del universo y comprender el origen de la vida.

En conclusión, el descubrimiento de N2O por científicos de la UrFU proporciona información valiosa sobre la diversidad química del medio interestelar y mejora nuestra comprensión de los procesos que conducen a la formación de moléculas orgánicas complejas en el espacio. El hallazgo también plantea nuevas preguntas sobre la formación de la vida en el universo primitivo y allana el camino para futuras investigaciones en los campos de la astronomía y la astrofísica.