MADRID, 7 May. (EUROPA PRESS) -
El ADN es sinónimo de vida, pero ¿dónde se originó? Una forma de responder a esta pregunta es tratar de recrear las condiciones en que se formaron los precursores moleculares de ADN.
Estos precursores son estructuras de anillo de carbono con átomos de nitrógeno integrados, componentes claves de las nucleobases, que a su vez son bloques de construcción de la 'doble hélice'.
Ahora, investigadores del Berkeley Lab y la Universidad de Hawai en Manoa han demostrado por primera vez que los puntos calientes cósmicos, como los emplazados cerca de estrellas, podrían ser excelentes entornos para la creación de estos anillos moleculares que contienen nitrógeno.
En un nuevo artículo en la revista Astrophysical Journal, el equipo describe su experimento, en el que se recrean las condiciones alrededor de estrellas moribundas, ricas en carbono, para encontrar vías de formación de estas moléculas importantes.
"Esta es la primera vez que alguien observó una reacción caliente como ésta", dice Musahid Ahmed, científico en la División de Ciencias Químicas en Berkeley Lab. No es fácil para los átomos de carbono formar anillos que contienen nitrógeno, dice. Pero este nuevo trabajo demuestra la posibilidad de una reacción en fase gaseosa caliente, lo que Ahmed llama la "barbacoa cósmica".
Durante décadas, los astrónomos han señalado sus telescopios en el espacio buscando firmas de estos anillos de carbono dobles nitrogenados llamados quinolinas, explica Ahmed. Se han centrado sobre todo en el espacio entre las estrellas llamadas el medio interestelar. Si bien el entorno estelar se ha considerado un candidato probable para la formación de estructuras de anillo de carbono, nadie había pasado mucho tiempo buscando allí anillos de carbono que contienen nitrógeno.
Para volver a crear las condiciones cerca de una estrella, Ahmed y su colaborador Ralf Kaiser, profesor de Química en la Universidad de Hawai, Manoa, se dirigieron a la Fuente Avanzada Luz (ALS), una instalación con sede en Berkeley Lab.
En la ALS, los investigadores utilizaron un dispositivo llamado una boquilla caliente, utilizado anteriormente para confirmar con éxito la formación de hollín durante la combustión. En el presente estudio, la boquilla caliente se utilizó para simular las presiones y temperaturas en ambientes estelares de estrellas ricas en carbono. En la boquilla caliente, los investigadores inyectaron un gas hecho de una molécula de carbono que contiene nitrógeno de anillo sencillo y dos moléculas cortas de carbono-hidrógeno llamadas acetileno.
Luego, utilizando la radiación de sincrotrón de la ALS, el equipo sondeó el gas caliente para ver qué moléculas se forman. Encontraron que la boquilla de 700 Kelvin transforma el gas inicial en uno hecho de moléculas de anillo que contiene nitrógeno llamadas quinolina e isoquinolina, considerado el siguiente paso en términos de complejidad.
MEJOR CERCA DE UNA ESTRELLA
"Hay una barrera de energía para que esta reacción se lleve a cabo, y se puede superar esa barrera cerca de una estrella o en nuestra configuración experimental", dice Ahmed. "Esto sugiere que podemos empezar a buscar estas moléculas alrededor de estrellas".
Estos experimentos proporcionan pruebas convincentes de que las moléculas clave de quinolina e isoquinolina se pueden sintetizar en estos ambientes calientes y luego ser expulsados con el viento estelar al medio interestelar - el espacio entre las estrellas, dice Kaiser.
"Una vez expulsado en el espacio, en las nubes moleculares frías, estas moléculas pueden entonces condensarse en nanopartículas interestelares frías, donde pueden ser procesadas", añade Kaiser. "Estos procesos podrían conducir a moléculas biorrelevantes más complejas como nucleobases de crucial importancia para la formación de ADN y ARN."
