El compuesto organohalogenado clorometano descubierto por ALMA alrededor de estrellas jóvenes en IRAS 16293-2422. Créditos: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).

ALMA y Rosetta detectan compuestos organohalogenados en dos lugares distantes del espacio

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El hallazgo de ALMA de compuestos organohalogenados en el medio interestelar también proporciona información sobre las condiciones iniciales de la química orgánica en los planetas. Es un paso importante en la búsqueda de los orígenes de la vida.

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OBSERVATORIO ALMA/DICYT

Estas moléculas podrían ser componentes importantes del material a partir del cual se forman los planetas

Gracias a observaciones realizadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y la misión Rosetta de la Agencia Espacial Europea (ESA), se detectó una tenue huella molecular de gas de clorometano (un compuesto químico producido en procesos biológicos industriales en la Tierra) alrededor de una joven estrella y de un cometa. El clorometano (CH3Cl), también conocido como freón 40, forma parte del grupo de moléculas llamadas organohalogenadas, que en la Tierra se forman mediante procesos orgánicos. Esta es la primera vez que se detecta este tipo de molécula en el espacio interestelar, un hallazgo que echó por tierra la esperanza de que estas moléculas indicaran la presencia de vida en otros planetas.

De hecho, el hallazgo demuestra que estas moléculas no son el indicio que esperaban los astrobiólogos, quienes habían sugerido buscar clorometano en las atmósferas de otros planetas para buscar vida. Aun así, estas moléculas podrían ser componentes importantes del material a partir del cual se forman los planetas. Este hallazgo, publicado en la revista Nature Astronomy, pone de manifiesto la dificultad de encontrar moléculas que demuestren la existencia de vida fuera de la Tierra.

Con datos obtenidos por ALMA, en Chile, y por el instrumento ROSINA instalado en la sonda Rosetta de la ESA, un equipo de astrónomos encontró tenues rastros de clorometano alrededor del joven sistema solar IRAS 16293-2422, ubicado a 400 años luz de nosotros, así como del famoso cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G), que se encuentra en nuestro propio Sistema Solar. Esta es la primera vez que se detecta una molécula organohalogenada en el espacio interestelar.

El compuesto organohalogenado clorometano descubierto por ALMA alrededor de estrellas jóvenes en IRAS 16293-2422. Créditos: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).

El compuesto organohalogenado clorometano descubierto por ALMA alrededor de estrellas jóvenes en IRAS 16293-2422. Créditos: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).

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En estudios anteriores se había señalado que estas moléculas podrían delatar la presencia de vida

Se trata de halógenos, como el cloro y el flúor, combinados con carbono y a veces otros elementos. En la Tierra, estos compuestos son producidos por algunos procesos biológicos, en organismos que van desde los humanos hasta los hongos, así como en procesos industriales, como por ejemplo en la fabricación de tinturas y remedios.

El hallazgo de uno de estos compuestos, el clorometano, en lugares anteriores a la aparición de la vida puede ser motivo de decepción, puesto que en estudios anteriores se había señalado que estas moléculas podrían delatar la presencia de vida.

“Encontar el compuesto organohalogenado freón 40 cerca de estas estrellas jovenes similares al Sol fue una sorpresa”, afirma Edith Fayolle, investigadora del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Cambridge (Massachusetts, EE. UU.) y autora principal del artículo. “Simplemente no predijimos su formación, y nos sorprendió encontrarlo en concentraciones tan elevadas. Ahora está claro que estas moléculas se forman en incubadoras de estrellas, y esto nos proporciona información sobre la evolución química de los sistemas planetarios, incluso el nuestro”.

La investigación de exoplanetas ya no se limita a la búsqueda de planetas (hoy ya se conocen más de 3.000), sino que incluye la búsqueda de huellas químicas que indiquen la presencia de vida. Para ello, es fundamental determinar qué moléculas son características, algo que sigue siendo un desafío.

Los compuestos organohalogenados parecen ser componentes de la llamada sopa primordial, presente en la Tierra cuando era joven y en los exoplanetas rocosos en formación

“El hallazgo de ALMA de compuestos organohalogenados en el medio interestelar también proporciona información sobre las condiciones iniciales de la química orgánica en los planetas. Es un paso importante en la búsqueda de los orígenes de la vida”, afirma Karin Öberg, coautora del estudio. “De acuerdo con nuestro hallazgo, los compuestos organohalogenados parecen ser componentes de la llamada sopa primordial, presente en la Tierra cuando era joven y en los exoplanetas rocosos en formación”.

De este hallazgo se desprende que los astrónomos pueden haber estado equivocados, pues en vez de indicar la presencia de vida, los compuestos organohalogenados pueden ser un elemento importante de los procesos químicos —poco conocidos— que dieron origen a la vida.

El coautor Jes Jørgensen, del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague, agrega: “Este resultado demuestra el poder de ALMA para detectar moléculas de interés astrobiológico cerca estrellas jóvenes donde pueden estar formándose planetas. Con ALMA ya habíamos encontrado azúcares simples y precursores de aminoácidos alrededor de distintas estrellas. El hallazgo de freón 40 alrededor del cometa 67P/C-G fortalece el vínculo entre la química prebiológica de las protoestrellas distantes y la de nuestro propio Sistema Solar”.

ALMA puede funcionar como un laboratorio de análisis químico interestelar detectando las débiles señales de radio emitidas naturalmente por moléculas del espacio. Cada molécula tiene una huella característica, que cobra la forma de una serie de puntas en el espectro de radio. Se necesitan instrumentos increíblemente sensibles como ALMA para captar las señales de moléculas como el clorometano. La sonda Rosetta pudo detectarla en la atmósfera del cometa 67P/C-G usando un instrumento incorporado conocido como Espectrómetro del Orbitador Rosetta para el Análisis de Iones y Partículas Neutras (ROSINA, en su sigla en inglés).

ALMA puede funcionar como un laboratorio de análisis químico interestelar detectando las débiles señales de radio emitidas naturalmente por moléculas del espacio

“ROSINA pudo capturar algunas de las moléculas presentes alrededor del cometa, separarlas por masa y contarlas con una precisión asombrosa”, explica Kathrin Altwegg, investigadora principal encargada del ROSINA afiliada a la Universidad de Berna (Suiza). “Este instrumento altamente sensible nos permitió detectar una gran cantidad de sustancias químicas alrededor del cometa, incluida la también descubierta por ALMA, lejos de nuestro Sistema Solar”.

Los astrónomos también compararon las cantidades relativas de freón 40 que contienen diferentes isotopos de carbón en el joven sistema estelar y el cometa, y encontraron concentraciones similares. Estos resultados avalan la teoría de que los sistemas planetarios jóvenes pueden heredar la composición química de su nube incubadora y dejan abierta la posibilidad de que los compuestos organohalogenados lleguen hasta los planetas de sistemas jóvenes durante la formación planetaria y mediante impactos de cometas.

“Nuestros resultados demuestran que queda mucho por aprender sobre la formación de compuestos organohalogenados”, concluye Fayolle. “Sin embargo, surge la siguiente pregunta: ¿cuánto del contenido orgánico del cometa se hereda directamente de las etapas iniciales de formación estelar? Se necesitarán investigaciones sobre compuestos organohalogenados presentes en otras protoestrellas y cometas para aventurar una respuesta.

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