Al igual que un par de manos humanas, ciertas moléculas orgánicas tienen versiones en espejo de sí mismas, una propiedad química conocida como quiralidad. Estas moléculas llamadas "entregadas" son esenciales para la biología y se han encontrado intrigantemente en meteoritos en la Tierra y en los cometas.en nuestro Sistema Solar. Sin embargo, hasta ahora no se ha detectado ninguno en los vastos confines del espacio interestelar.
Un equipo de científicos que utilizan radiotelescopios altamente sensibles ha descubierto la primera molécula quiral orgánica compleja en el espacio interestelar. La molécula, el óxido de propileno CH3CHOCH2, se encontró cerca del centro de nuestra galaxia en una enorme nube de polvo que forma estrellas.gas conocido como Sagitario B2 Sgr B2.
La investigación se llevó a cabo principalmente con el Green Bank Telescope GBT de la National Science Foundation en Virginia Occidental como parte de la Encuesta Molecular Interestelar Prebiótica. Se tomaron observaciones de apoyo adicionales con el radiotelescopio Parkes en Australia.
"Esta es la primera molécula detectada en el espacio interestelar que tiene la propiedad de quiralidad, lo que la convierte en un avance pionero en nuestra comprensión de cómo se hacen las moléculas prebióticas en el Universo y los efectos que pueden tener en los orígenes de la vida".dijo Brett McGuire, químico y becario postdoctoral Jansky del Observatorio Nacional de Radioastronomía NRAO en Charlottesville, Virginia.
"El óxido de propileno se encuentra entre las moléculas más complejas y estructuralmente intrincadas detectadas hasta ahora en el espacio", dijo Brandon Carroll, un estudiante graduado de química en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena. "La detección de esta molécula abre la puerta a más experimentos para determinar cómoy donde emerge la mano molecular y por qué una forma puede ser un poco más abundante que la otra ".
McGuire y Carroll comparten la primera autoría en un artículo publicado hoy en la revista Ciencia También presentan sus resultados en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana en San Diego, California.
Formación y detección de moléculas en el espacio
Las moléculas orgánicas complejas se forman en las nubes interestelares como Sgr B2 de varias maneras. La vía más básica es a través de la química de la fase gaseosa, en la que las partículas colisionan y se fusionan para producir moléculas cada vez más complejas. Una vez que los compuestos orgánicos son tan grandes como el metanol CH3OHse producen, sin embargo, este proceso se vuelve mucho menos eficiente.
Para formar moléculas más complejas, como el óxido de propileno, los astrónomos creen que los delgados mantos de hielo en los granos de polvo ayudan a unir las moléculas pequeñas en estructuras más largas y más grandes. Estas moléculas pueden evaporarse de la superficie de los granos y reaccionar aún más en el gas delnube circundante
Hasta la fecha, se han detectado más de 180 moléculas en el espacio. Cada molécula, ya que naturalmente cae y vibra en el vacío cercano del medio interestelar, emite una firma distintiva, una serie de picos reveladores que aparecen en el espectro de radioLas moléculas más grandes y complejas tienen una firma correspondientemente más compleja, lo que las hace más difíciles de detectar.
Para reclamar una detección definitiva, los científicos deben observar múltiples líneas espectrales asociadas con la misma molécula. En el caso del óxido de propileno, el equipo de investigación detectó dos de esas líneas con el GBT. El tercero estaba en una frecuencia difícil de observar desde el norteHemisferio debido a la interferencia de radio satelital. Carroll, McGuire y sus colegas usaron el telescopio Parkes para descifrar la línea espectral final necesaria para verificar sus resultados.
Los datos actuales, sin embargo, no distinguen entre las versiones zurdas y diestras de la molécula. Además de la misma composición química, las moléculas quirales tienen los mismos puntos de fusión, ebullición y congelación, y los mismos espectros."Estos espectros son como las sombras de sus manos", dijo Carroll. "Es imposible saber si una mano derecha o una izquierda proyectan la sombra". Esto presenta un desafío para los investigadores que intentan determinar si una versión de óxido de propileno es másabundante que el otro.
Chiralidad en el espacio, una mano amiga para la biología en la Tierra
Todos los seres vivos en la Tierra usan uno, y solo una mano, de muchos tipos de moléculas quirales. Este rasgo, llamado homoquiralidad, es crítico para la vida y tiene implicaciones importantes para muchas estructuras biológicas, incluida la doble hélice del ADN. Los científicos aún no entiendencómo la biología llegó a depender de una mano y no de la otra. La respuesta, especulan los investigadores, puede encontrarse en la forma en que estas moléculas se forman naturalmente en el espacio antes de incorporarse a los asteroides y cometas y luego depositarse en planetas jóvenes.
"Los meteoritos en nuestro Sistema Solar contienen moléculas quirales que son anteriores a la Tierra misma, y recientemente se han descubierto moléculas quirales en los cometas", señaló Carroll. "Tales cuerpos pequeños pueden ser lo que empujó la vida a la mano que vemos hoy".
"Al descubrir una molécula quiral en el espacio, finalmente tenemos una forma de estudiar dónde y cómo se forman estas moléculas antes de que lleguen a meteoritos y cometas, y comprender el papel que desempeñan en los orígenes de la homoquiralidad y la vida"Dijo McGuire
Los investigadores creen que eventualmente es posible determinar si hay un exceso de una mano de óxido de propileno sobre la otra al examinar cómo interactúa la luz polarizada con las moléculas en el espacio.
"La Encuesta Molecular Interestelar Prebiótica es la culminación de una campaña de investigación de casi una década con el GBT", dijo Anthony Remijan, un astroquímico de la NRAO y jefe del equipo de investigación. "Es un recurso invaluable y nos ayuda a comprenderlos orígenes cósmicos de esta y otras moléculas igualmente esquivas "
El telescopio Green Bank de 100 metros es el radiotelescopio completamente orientable más grande del mundo.
El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc.
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Materiales proporcionados por Observatorio Nacional de Radioastronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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