Un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Berna ha identificado por primera vez una riqueza inesperada de moléculas orgánicas complejas en un cometa. Esto se logró gracias al análisis de los datos recopilados durante la misión Rosetta de la ESA en el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, también conocido como Chury. Entregados a la Tierra primitiva por el impacto de los cometas, estos compuestos orgánicos pueden haber ayudado a impulsar la vida basada en el carbono tal como la conocemos.

Los cometas son fósiles de la antigüedad y de las profundidades de nuestro sistema solar, y son reliquias de la formación del sol, los planetas y las lunas. Un equipo dirigido por la química Dra. Nora Hänni del Instituto de Física de la Universidad de Berna, Departamento de Investigación Espacial y Ciencias Planetarias, ha logrado por primera vez identificar una serie completa de moléculas orgánicas complejas en un cometa, como informan en un estudio publicado a finales de junio en la revista Nature Communications .

Análisis más precisos gracias al espectrómetro de masas Bernese

A mediados de la década de 1980, las grandes agencias espaciales enviaron una flota de naves espaciales para sobrevolar el cometa Halley. A bordo había varios espectrómetros de masas que midieron la composición química tanto de la coma del cometa (la atmósfera delgada debido a la sublimación de los hielos cometarios cerca del sol) como de las partículas de polvo que impactan. Sin embargo, los datos recopilados por estos instrumentos no tenían la resolución necesaria para permitir una interpretación inequívoca.

Ahora, más de 30 años después, el espectrómetro de masas de alta resolución ROSINA, un instrumento dirigido por Bern a bordo de la nave espacial Rosetta de la ESA, recopiló datos del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, también conocido como Chury, entre 2014 y 2016. Estos datos ahora permiten los investigadores para arrojar luz por primera vez sobre el complejo presupuesto orgánico de Chury.

El secreto estaba escondido en el polvo

Cuando Chury alcanzó su perihelio, el punto más cercano al sol, se volvió muy activo. La sublimación de los hielos cometarios creó un flujo de salida que arrastró partículas de polvo. Las partículas expulsadas fueron calentadas por la radiación solar a temperaturas superiores a las experimentadas normalmente en la superficie del cometa. Esto permite que las moléculas más grandes y pesadas se desorban, poniéndolas a disposición del espectrómetro de masas de alta resolución ROSINA-DFMS (Rosetta Orbiter Sensor for Ion and Neutral Analysis-Double Focusing Mass Spectrometer).

El astrofísico Prof. em. La Dra. Kathrin Altwegg, investigadora principal del instrumento ROSINA y coautora del nuevo estudio, dice:"Debido a las condiciones extremadamente polvorientas, la nave espacial tuvo que retirarse a una distancia segura de poco más de 200 km por encima de la superficie del cometa". para que los instrumentos puedan operar en condiciones estables". Por lo tanto, fue posible detectar especies compuestas por más de un puñado de átomos que previamente habían permanecido ocultos en el polvo cometario.

La interpretación de datos tan complejos es un desafío. Sin embargo, el equipo de investigadores de Berna identificó con éxito una serie de moléculas orgánicas complejas, que nunca antes se habían encontrado en un cometa. “Encontramos, por ejemplo, naftalina, que es la responsable del olor característico de las bolas de naftalina. Y también encontramos ácido benzoico, un componente natural del incienso. Además, identificamos benzaldehído, muy utilizado para conferir sabor a almendras a los alimentos, y muchas otras moléculas. Estos compuestos orgánicos pesados ​​aparentemente harían que el aroma de Chury fuera aún más complejo, pero también más atractivo", dice Hänni.

Además de las moléculas aromáticas, también se han identificado muchas especies con la llamada funcionalidad prebiótica en el presupuesto orgánico de Chury (p. ej., formamida). Dichos compuestos son intermediarios importantes en la síntesis de biomoléculas (por ejemplo, azúcares o aminoácidos). "Por lo tanto, parece probable que el impacto de los cometas, como proveedores esenciales de material orgánico, también contribuyera al surgimiento de vida basada en el carbono en la Tierra", explica Hänni.

Orgánica similar en Saturno y meteoritos

Además de la identificación de moléculas individuales, los investigadores también llevaron a cabo una caracterización detallada del conjunto completo de moléculas orgánicas complejas en el cometa Chury, lo que les permitió ubicarlo en el contexto más amplio del sistema solar. Parámetros como la fórmula de suma promedio de este material orgánico o la geometría de enlace promedio de los átomos de carbono en él son importantes para una amplia comunidad científica, desde astrónomos hasta científicos del sistema solar.

"Resultó que, en promedio, el balance orgánico complejo de Chury es idéntico a la parte soluble de la materia orgánica meteorítica", explica Hänni. "Además, aparte de la cantidad relativa de átomos de hidrógeno, el balance molecular de Chury también se parece mucho al material orgánico que llueve sobre Saturno desde su anillo más interno, según lo detectado por el espectrómetro de masas INMS a bordo de la nave espacial Cassini de la NASA".

"No solo encontramos similitudes de los depósitos orgánicos en el sistema solar, sino que muchas de las moléculas orgánicas de Chury también están presentes en las nubes moleculares, los lugares de nacimiento de nuevas estrellas", dice la Prof. Dra. Susanne Wampfler, astrofísica del Centro para el Espacio. and Habitability (CSH) de la Universidad de Berna y coautor de la publicación. "Nuestros hallazgos son consistentes y respaldan el escenario de un origen presolar compartido de los diferentes depósitos de materia orgánica del sistema solar, lo que confirma que los cometas transportan material de tiempos mucho antes de que surgiera nuestro sistema solar". + Explora más

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