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Cuando me preguntan a qué me dedico, la respuesta es sencilla de dar pero no siempre fácil de entender. Soy astroquímica, una ciencia interdisciplinaria que está entre la astronomía y la química, y que se dedica a estudiar, como dice su nombre, la composición química del universo: de qué están hechos el gas y el polvo interestelares.
Mucha gente, después de escuchar esa descripción, levanta las cejas y pone cara de interesada, pero yo sé que en el fondo debe pensar: ¿cuál es la utilidad de algo así?
Es una sospecha normal. En especial ahora, cuando los problemas globales abundan y la ciencia parece ser la única capaz de resolverlos. Se espera que las y los científicos trabajen en la cura contra el cáncer, en vacunas que eviten pandemias o en respuestas al cambio climático. Es decir, en la ciencia aplicada, que es aquella que impacta directamente en la sociedad.
¿Para qué invertir tanto tiempo y recursos en mirar el cielo, se preguntarán, en observar cosas que están tan lejos y que ocurrieron hace una cantidad inmensurable de tiempo? ¿Para qué si hay tanto por resolver acá en la Tierra?
Las ciencias clásicas y básicas, como la química y la astronomía son fundamentales: estas nos permiten, tanto a los científicos como al resto de la humanidad, entender el comportamiento de la materia, lo que nos da la capacidad de predecir eventos futuros que luego pueden desembocar en aplicaciones relevantes. Detrás de cualquier solución científica hay años, incluso décadas, de paciente y rigurosa observación.
Y lo que intenta indagar la astroquímica está íntimamente conectado con el origen de lo que somos. Yo siempre comienzo mis charlas diciendo que la química es todo: cada cosa que miras y que tocas, cada cosa que está en tu entorno, el aire que respiras, la ropa que usas, los alimentos que comes, todo tiene una composición química. La pregunta que queremos responder es: ¿dónde y cómo se originó esta química?
Tres minutos después de lo que conocemos como el Big Bang, la gran explosión que originó toda esta materia, empezó a aparecer la química y la física. Al analizar los elementos químicos que aparecieron ahí, y que conforman el universo, nos hemos dado cuenta de que son los mismos que están en nuestro planeta hoy en día.
Hasta hoy han sido detectadas más de 270 diversos tipos de moléculas [1] en el universo, formadas por átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre (CHONPS, por sus símbolos químicos). Se han identificado en regiones de formación estelar (donde nacen las estrellas), en el medio interestelar (el espacio entre las estrellas) y también en galaxias lejanas y discos protoplanetarios, que es donde se originan nuevos planetas [2].
Esto nos lleva a preguntarnos: ¿cómo es posible la síntesis de diferentes especies moleculares en este vasto universo? ¿Qué información aportan estas moléculas?
Esas son las respuestas que persigue la astroquímica, cuyo objetivo principal es comprender cómo se forman las moléculas en el espacio. Se cree que muchas de ellas se forman en nubes moleculares gigantes, donde las condiciones frías y densas permiten que los átomos se unan y conformen moléculas complejas, que pueden incluir compuestos orgánicos, precursores de la vida.
Comprenderlas es entender la composición química del universo, lo que nos permite inferir cómo evoluciona una región interestelar y, junto con ello, abrir una ventana hacia el pasado. La gran pregunta es entender cómo moléculas inorgánicas sencillas pudieron dar lugar a otras más complejas (química prebiótica), capaces de evolucionar hasta las primeras células (abiogénesis), impulsando los pasos iniciales para el desarrollo de vida en la Tierra. La presencia de estos mismos compuestos en el universo hace posible la hipótesis de que la vida pueda haberse iniciado fuera de nuestro planeta.
Estas ideas se fortalecen con la detección en galaxias lejanas de biomoléculas como glicolaldehído, formaldehído, acetaldehído, tioacetamida, etanol y cianometilamina [3], claves todas para el origen de la vida. ¿Cómo fue que llegaron a la Tierra?
Se presupone que el transporte de estas biomoléculas a nuestro planeta fue a través de cometas y sucesivos impactos de meteoritos. Este sería el proceso clave para que emergiera la vida tal y como hoy la conocemos.
La astroquímica permitió confirmar eso, pero también mucho más: estudiando las moléculas interestelares podemos entender las condiciones físico-químicas de su entorno, qué densidad, temperatura o radiación recibían y, por lo tanto, acercarnos a comprender cómo surgieron y evolucionaron hasta llegar a conformarnos.
Hay quienes dicen que esto es como una arqueología del universo. Tiene algo de cierto: al estudiar las estrellas, siempre estamos mirando el pasado, revisando la antigüedad. Son los fósiles de distintas etapas de la formación del universo.
Pero rastrear los orígenes de la vida, trazar esa línea de tiempo química, es más que un ejercicio retrospectivo: saber de dónde venimos, cómo nos originamos, también nos permitirá valorar más lo que tenemos y comprender hacia dónde queremos ir.
1. McGuire, B. A. (2021). Census of Interstellar, Circumstellar, Extragalactic, Protoplanetary Disk, and Exoplanetary Molecules. arXiv 2021. arXiv preprint arXiv:2109.13848.
2. Jiménez-Serra, I., Martín-Pintado, J., Rivilla, V. M., Rodríguez-Almeida, L., Alonso Alonso, E. R., Zeng, S., … & Testi, L. (2020). Toward the RNA-world in the interstellar medium—Detection of urea and search of 2-amino-oxazole and simple sugars. Astrobiology, 20(9), 1048-1066.
3. Guélin, M., & Cernicharo, J. (2022). Organic molecules in interstellar space: Latest advances. Frontiers in Astronomy and Space Sciences, 9, 787567.
Natalia Inostroza es doctora en fisicoquímica molecular e investigadora de la Universidad Autónoma de Chile
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