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El astrofísico Neil deGrasse Tyson suele decir que todos los seres vivos estamos conectados a través de la sangre del universo: el aire y el agua. Si lo llevamos más allá, podemos afirmar también que todos estamos hechos de los mismos elementos: hidrógeno, oxígeno, carbono y otros componentes más pesados. Su combinación da lugar a las múltiples formas de vida que conocemos.
Sin embargo, todavía hay muchas moléculas que no conocemos, y, según cuenta Albeiro Restrepo, docente de Física de la Universidad de Antioquia y PhD en Física, uno de los grandes intereses de los científicos que estudian este campo es descubrir una nueva. De hecho, Restrepo hizo parte del grupo de investigadores que hallaron una particular molécula, crucial para la formación de cuerpos celestes en el universo. Lo que la hace especial es que, precisamente, carece de hidrógeno, el elemento presente en más del 98 % del cosmos.
El descubrimiento fue anunciado formalmente el pasado 21 de febrero en la revista Chemical Science, de la Royal Society of Chemistry. Los cinco autores del estudio son latinoamericanos, de los cuales cuatro son colombianos.
Restrepo cuenta que todo comenzó cuando Heidy M. Quitián-Lara y Felipe Fantuzzi, dos investigadores que viven en Inglaterra, viajaron a Brasil para realizar varios experimentos, entre ellos utilizar un telescopio para captar la luz de un lugar muy específico de la galaxia: la nube Sagitario B2, que se encuentra a 150 millones de años luz de la Tierra y tiene un tamaño que equivale a 3 millones de veces nuestro Sol. Como resultado, los investigadores obtuvieron una gráfica para determinar qué moléculas podrían componer esa parte del espacio. “ Quitián-Lara y Fantuzzi contactaron a la UdeA porque querían que analizáramos la información que recopilaron a través de nuestros programas computacionales. Ahí fue cuando entramos a hacer nuestros cálculos de matemática cuántica para determinar qué eran esas moléculas que los colegas habían encontrado”, cuenta Restrepo.
A la investigación se unieron el astrónomo Jhoan Londoño Restrepo y el químico Santiago Gómez, quienes eran estudiantes de pregrado cuando comenzaron a ser guiados por Restrepo. Ellos cuentan que, luego de realizar varias pruebas, el hallazgo de la nueva molécula resultó innegable. “Fue un momento indescriptible” recuerda Londoño.
Gómez, por su parte, dijo que lo que más los sorprendió fue el hecho de que esta nueva molécula fuera insaturada, lo que significa que le hace falta hidrógeno. “Y lo más particular es que está bastante presente en el cosmos y ha sido crucial para su formación, pues es fundamental para la creación de aminoácidos y probióticos”, explica Gómez. Los aminoácidos son moléculas orgánicas que forman las proteínas, esenciales para la vida. De hecho, puede decirse que existen 20 aminoácidos que componen las proteínas de los seres vivos.
Por su parte, las moléculas probióticas son compuestos químicos que, aunque no son vida en sí mismas, pueden ser precursoras de componentes esenciales para el desarrollo de organismos vivos. Ellas han sido detectadas en nubes interestelares, cometas y meteoritos, lo que apoya las múltiples teorías que dicen que la vida llegó a la Tierra a través de impactos de objetos estelares. “En últimas, lo que esto significa, es que estas moléculas son cruciales para la formación del universo, y que, anteriormente, habían pasado desapercibidas por su composición tan particular”, complementa Londoño.
Un proceso arduo
Hay varias piezas que formaron el hallazgo de la nueva molécula. En primer lugar, está la manera en que los investigadores la descubrieron: al procesar la información con sus programas computacionales especializados, los estudiantes construyeron lo que se conoce como un espectro de masa. Esto, en términos sencillos, significa que simularon varios escenarios en los que la molécula se exponía a radiación, para luego construir una gráfica que mostrara cómo se distribuyen sus fragmentos según su peso.
“La respuesta que obtuvimos fue bastante extraña, ya que, además de que la molécula no tenía casi hidrógeno y estaba presente en gran parte de Sagitario B2, también era bastante estable”, explica Gómez. Esto significa que no se descompone, reacciona o cambia fácilmente bajo condiciones normales. Es decir, sus enlaces químicos son fuertes y requieren mucha energía para romperse.
Según los investigadores, la región del espacio donde identificaron la molécula juega un papel crucial: Sagitario B2. Esta es una de las nubes moleculares más grandes y ricas en química del universo. Su ubicación, cerca del centro de la Vía Láctea —donde se encuentra un agujero negro supermasivo— y su densa composición la convierten en un escenario ideal para estudiar la formación de moléculas complejas en el medio interestelar.
“Resulta que la radiación de Sagitario B2 desempeña un rol fundamental en la formación de la nueva molécula, ya que esta región del espacio contiene nubes expuestas a una radiación de alta energía proveniente del agujero negro central. Esa radiación es suficiente para inducir los procesos químicos que dan origen a la nueva molécula”, explica Restrepo.
Todavía quedan preguntas por responder
Jorge Alí Torres, docente de la Universidad Nacional y PhD en Química Teórica y Computacional, quien no participó en el estudio, asegura que este es un importante hallazgo, pues la identificación de la alta abundancia de moléculas insaturadas en el espacio interestelar podría ayudar a explicar cómo se formaron moléculas más complejas que dieron origen a la vida. “Esta es una de las preguntas más importantes de la química prebiótica. Este nuevo estudio abre nuevas rutas de investigación en las que se intente encontrar más de estás moléculas en las observaciones astronómicas y explicar cómo las más reactivas favorecieron la formación de moléculas esenciales para la vida, como los aminoácidos y las bases nitrogenadas”, describe Alí.
Una de las coautoras del estudio, Heidy Quitián-Lara, Doctora en Astronomía especialista en astroquímica. concuerda con Alí y afirma que este es “un avance fundamental porque nos ayuda a comprender la complejidad química que puede desarrollarse en ambiente externos de la Tierra”. Sin embargo, Julia Lehman, experta en espectroscopia interestelar de la Universidad de Birmingham (Reino Unido), experta en espectroscopia interestelar de la Universidad de Birmingham (Reino Unido), quien no participó en la investigación, afirmó en el portal noticioso de Chemical Science que, además de la importante labor que hicieron los investigadores, también se deben tener en cuenta las preguntas que nos dejan, “como qué reacciones tienen lugar tras la fragmentación y qué fragmentación ocurre en escenarios de menor energía. Si se teoriza la presencia de estas moléculas, entonces necesitamos empezar a caracterizarlas en el laboratorio para que los observadores puedan detectarlas”, afirma.
Por su parte, Restrepo es realista a la hora de mencionar los impactos reales de su hallazgo. “En las ciencias básicas tenemos una premisa y es que no estamos buscando verdades absolutas, sino descubrimientos reproducibles. El conocimiento es una construcción, y eso es, justamente, lo que nosotros estamos haciendo con este hallazgo: sentar bases para que sigamos encontrando muchos más. Siendo sensatos, la investigación de los cuerpos celestes está en su infancia”, enfatiza el docente.
Tras el descubrimiento, los expertos coinciden en que surgió una gran lista de preguntas por responder. Restrepo menciona dos de ellas: cómo se formarían moléculas de este tipo más grandes y complejas en el espacio, y cuáles son las velocidades relativas en las que puede ocurrir esto. La segunda pregunta, que aborda la velocidad, es fundamental para comprender la evolución misma, ya que, a lo largo de la historia, se ha comprobado que los procesos que suelen ocurrir más rápidamente son los que se adaptan con mayor facilidad.
“En pocas palabras”, dice Gómez. “Esto nos ayuda a continuar indagando en una pregunta muy básica y es: ¿cómo está evolucionando químicamente el universo?”. Pero hay una cuestión en la que todos los expertos hacen énfasis: en la importancia de que se siga invirtiendo en ciencia y tecnología en Colombia. “Más allá de lo técnico, creo que este trabajo representa algo más grande: es una muestra de que en Colombia también podemos hacer astroquímica de frontera, con calidad suficiente para ser publicada en revistas de importancia internacional. En un país donde esta área aún está naciendo, aportar una investigación relevante a nivel internacional es una contribución significativa”, puntualiza Londoño.
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Por Luisa Fernanda Orozco
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