Primera detección de una molécula interestelar con tres átomos de oxígeno

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Las principales teorías propuestas para explicar el origen de la vida se basan en el desarrollo de una química prebiótica que tuvo lugar durante las primeras fases de la formación de nuestro planeta. Se piensa que una parte fundamental de los ingredientes prebióticos pudo llegar a una Tierra joven a bordo de cometas y meteoritos formados en la nebulosa donde nació el sistema solar. 

Entender qué moléculas prebióticas están presentes en el medio interestelar, el material natal que formará nuevas estrellas y planetas, puede ser crucial para entender cómo pudo surgir la vida en nuestro planeta. Sin embargo, para varias familias de compuestos moleculares, como por ejemplo los ácidos carboxílicos, que están estrechamente relacionados con la química prebiótica, el censo de especies detectadas en el espacio ha permanecido intacto durante casi un cuarto de siglo.

En este contexto, el ácido carbónico (H₂CO₃ o HOCOOH) ha recibido gran atención en los últimos años, ya que se ha sugerido su presencia en diversos objetos del sistema solar tales como las lunas heladas de Júpiter, el polo norte de Mercurio, o incluso en la superficie o atmósfera de Marte. No obstante, hasta la fecha no había ninguna evidencia clara que corroborase su existencia extraterrestre. 

Presente en las bebidas gaseosas

En la Tierra, hay que destacar la importancia del ácido carbónico dentro del ciclo del carbono y su implicación en procesos biológicos y geoquímicos, destacando su papel en el origen antropogénico de la acidificación de los océanos. Además, es un compuesto que nos encontramos constantemente en nuestra vida cotidiana, siendo el responsable del característico burbujeo al abrir una botella o lata de cualquier bebida gaseosa (al descomponerse en CO2 y agua). 

Recientemente, en un estudio internacional publicado en The Astrophysical Journal se presenta el descubrimiento en el espacio del ácido carbónico. El trabajo lo lidera el investigador Miguel Sanz-Novo del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) en el marco de un proyecto con la Universidad de Valladolid (UVa) y fondos NextGeneration de la Unión Europea.

Se trata de la primera molécula interestelar que contiene tres átomos de oxígeno en su estructura y también el tercer ácido carboxílico detectado en el medio interestelar hasta el momento, después del ácido fórmico (identificado en1971) y el ácido acético (detectado en 1997).

Con radiotelescopios de Granada y Guadalajara

Para detectar esta elusiva molécula, el equipo de investigadores dirigió su atención al centro de nuestra Vía Láctea, específicamente a la nube molecular G+0.693-0.027. Utilizaron nuevos datos astronómicos de un gran proyecto observacional liderado por el CAB, registrados con dos radiotelescopios localizados en suelo nacional, el IRAM de 30 metros de diámetro de Pico Veleta (Granada) y el de 40 metros del Observatorio de Yebes del Instituto Geográfico Nacional (Guadalajara). 

Para confirmar la presencia de moléculas en el medio interestelar, los investigadores comparan las señales recibidas por los radiotelescopios con las ‘huellas dactilares de las moléculas’ (sus espectros rotacionales), previamente determinadas en el laboratorio. 

En el caso del ácido carbónico, el conocimiento de sus huellas era muy limitado, por lo que los científicos han utilizado la nube molecular G+0.693-0.027 como un laboratorio natural para su determinación.

“El espacio es un laboratorio maravilloso. Logramos detectar varias parejas de señales espectroscópicas claras y completamente limpias directamente en los datos radioastronómicos, confirmado de manera inequívoca la presencia del ácido carbónico en el medio interestelar e incluso completando su caracterización experimental”, señala Sanz-Novo, quien estudió moléculas interestelares durante su tesis en la UVa. 

El descubrimiento del ácido carbónico confirma que los procesos químicos que tienen lugar en las regiones interestelares son más complejos y diversos de lo que se había pensado anteriormente.

"Nuestras observaciones nos han permitido saber que el ácido carbónico, que hasta ahora había permanecido invisible a “nuestros ojos”, es relativamente abundante en el espacio, lo que le convierte en una pieza esencial para entender la química interestelar del carbono y del oxígeno, dos de los elementos químicos fundamentales en cualquier proceso prebiótico”, señala el coautor Víctor M. Rivilla. 

Este investigador Ramón y Cajal, también del CAB, concluye: “Este resultado confirma que la senda que hemos escogido es la adecuada para buscar y detectar más moléculas que sospechamos fueron claves para la aparición de la vida en nuestro planeta”.