Un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia) y la NASA realizó un descubrimiento que podría cambiar parte de lo que se sabe sobre el origen de la vida y ofrecer nuevas pistas sobre la luna Titán, uno de los cuerpos más misteriosos de Saturno.
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En este ambiente extremadamente frío, los científicos descubrieron que ciertas sustancias, que se creía que no podían combinarse, sí pueden mezclarse, lo que cambia lo que entendíamos sobre la química antes de que existiera la vida.
Titán, el satélite natural más grande de Saturno y el segundo más grande del sistema solar, es objeto de estudio desde hace años porque presenta condiciones parecidas a las de la Tierra primitiva (miles de millones de años de antigüedad). Comprender cómo se comportan los compuestos en esa luna puede ayudar a entender cómo comenzó la vida en nuestro planeta.
El químico Martin Rahm, profesor asociado del Departamento de Química e Ingeniería Química de Chalmers, explicó que su grupo lleva tiempo investigando los procesos químicos que ocurren en Titán. Su más reciente hallazgo muestra que ciertas sustancias polares y no polares pueden combinarse, algo que hasta ahora se consideraba imposible.
Según el químico Martin Rahm, esto contradice la regla de que las sustancias polares y no polares no pueden combinarse. (Foto: A. SIMON, M.H. WONG / Hubble / EUROPEAN SPACE AGENCY / AFP)
“Estos son hallazgos muy emocionantes que pueden ayudarnos a entender algo a una escala muy grande, una luna tan grande como el planeta Mercurio”, señaló.
El estudio, publicado en la revista científica PNAS, reveló que metano, etano e hidruro de cianuro (HCN), presentes en grandes cantidades en la atmósfera y superficie de Titán, pueden interactuar de maneras nunca vistas.
Lo sorprendente es que el HCN, una molécula muy polar, puede formar cristales junto a compuestos totalmente no polares como el metano y el etano.
“El descubrimiento de esta interacción inesperada podría cambiar la forma en que entendemos la geología de Titán y sus extraños paisajes de lagos, mares y dunas. Además, el hidruro de cianuro podría jugar un papel clave en la creación abiótica de los componentes básicos de la vida, como los aminoácidos y las bases del código genético”, explicó Rahm.
Los científicos creen que el hallazgo podría explicar parte de la evolución química previa al origen de la vida. (Foto: HO / NASA / AFP)
El trabajo comenzó a partir de una pregunta abierta: ¿qué sucede con el hidruro de cianuro después de formarse en la atmósfera de Titán? Para responderla, un equipo del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA realizó experimentos mezclando HCN con metano y etano a temperaturas cercanas a los -180 °C.
Al analizar las muestras con espectroscopía láser, encontraron cambios inesperados en la estructura del material y recurrieron a Rahm y su equipo para entenderlos.
“Esto llevó a una colaboración teórica y experimental muy emocionante entre Chalmers y la NASA. La pregunta que nos hicimos fue un poco loca: ¿podrían los datos explicarse por una estructura cristalina en la que el metano o el etano se mezclan con el HCN? Esto contradice una regla básica de la química, que dice que las sustancias polares y no polares no se combinan”, relató.
Mediante simulaciones computacionales, los investigadores probaron miles de formas posibles de organizar las moléculas en estado sólido. Así, descubrieron que los hidrocarburos habían penetrado en la red cristalina del HCN, formando nuevas estructuras estables llamadas co-cristales.
La investigación servirá como base para futuras misiones de la NASA, incluida la sonda Dragonfly, que llegará a Titán en 2034. (Foto: HO / NASA / AFP)
“Esto puede ocurrir a temperaturas muy bajas, como las de Titán. Nuestros cálculos predijeron no solo que estas mezclas son estables, sino también espectros de luz que coinciden con las mediciones de la NASA”, añadió Rahm.
Aunque el descubrimiento parece modificar una de las reglas más conocidas de la química, el investigador considera que no es necesario reescribir los libros. “Lo veo como un buen ejemplo de cómo se pueden mover los límites en la química y de que una regla universalmente aceptada no siempre se aplica”, afirmó.
Rahm y su equipo planean seguir colaborando con la NASA mientras esperan el lanzamiento de la sonda Dragonfly, que llegará a Titán en 2034 para analizar su superficie.
“El hidruro de cianuro se encuentra en muchos lugares del universo: en nubes de polvo, en atmósferas planetarias y en cometas. Los resultados de nuestro estudio podrían ayudarnos a entender qué ocurre en otros entornos fríos del espacio y si otras moléculas no polares también pueden entrar en los cristales de HCN, lo que tendría implicaciones para la química previa al origen de la vida”, concluyó.
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