síntesis astroquímica

En los rincones más fríos y oscuros del cosmos, los granos de polvo se cubren de hielo, como una ventana en un día helado. Este hielo no es solo agua congelada: también hay monóxido de carbono y dióxido de carbono. De este hielo pueden formarse luego cometas y planetas.

En una densa nube molecular, en el borde de un gas brillante, trabaja una cinta transportadora invisible. Toma fragmentos simples —átomos individuales y pares ligeros— y, paso a paso, los une para formar largas cadenas y anillos de carbono. La primera pieza de esta cinta transportadora ha escapado durante mucho tiempo a la vista. Ahora se ha encontrado.

En las profundidades negras del cosmos, en la superficie de diminutas partículas de hielo, tiene lugar una construcción silenciosa. Allí, donde la temperatura cae casi hasta el cero absoluto y la radiación es intensa, el aminoácido glicina (el ladrillo proteico más simple) se une consigo mismo.

La estrella AB Aur es joven, tiene unos 4 millones de años. A su alrededor gira un denso disco de gas y polvo. Recientemente, un largo brazo de gas chocó contra él: una corriente de materia proveniente de la nube circundante.

El disco galáctico se parece a una onda congelada en el agua: cada perturbación deja una marca que puede leerse miles de millones de años después. Cuando una galaxia enana satélite pasa de cerca o se produce una fusión frontal, las estrellas del disco empiezan a oscilar, como boyas mecidas por una ola.

La edad de una estrella es la llave para la historia de la Galaxia. Pero arrancarle esa llave a la naturaleza no es fácil: a diferencia de un árbol, una estrella no acumula anillos de crecimiento.

Erwin Schrödinger reflexionó sobre cómo la vida mantiene el orden a pesar de la segunda ley de la termodinámica. Ni siquiera podía imaginar que parte de la respuesta se oculta en la inestabilidad de las estrellas gigantes.

La espectroscopía siempre ha sido una forma de escuchar lo inaudible. Ya en el siglo XIX, Johann Balmer descifró las líneas ordenadas del hidrógeno, una simple armonía numérica que anticipó la teoría cuántica.

En 2019, un visitante inusual entró en el sistema solar: el cometa 3I/ATLAS. Llegó de otra estrella, y los astrónomos pudieron ver por primera vez de qué está hecha su cola de polvo.

En el corazón de la Vía Láctea, en la nube G+0.693, los astrónomos captaron una señal dulce: líneas de emisión de eritrulosa, un azúcar simple con cuatro átomos de carbono y cuatro de oxígeno.

Una orquesta abarrotada toca cada instrumento su propia parte, y tú intentas distinguir la voz suave de una flauta rara: su melodía se ahoga entre violines y trompetas. Así se ve, más o menos, la caza de moléculas en las nubes interestelares: los telescopios captan las «voces de radio» de muchas sustancias, y distinguir la señal buscada entre el ruido no es tarea fácil.

Durante casi medio siglo, los astrónomos han buscado deliberadamente en el medio interestelar la glicina, el aminoácido más simple y uno de los bloques fundamentales de las proteínas.

Una nube gigante de gas y polvo, tan fría que el calor apenas se percibe, a solo unos grados por encima del cero absoluto. Es TMC-1, en la constelación de Tauro, una de las cunas más oscuras y densas de moléculas en nuestra galaxia.

En las frías nubes entre las estrellas, los granos de polvo están cubiertos de hielo, como los cristales en invierno con escarcha. Sobre esta costra helada ocurren reacciones químicas que no se dan en el gas. Una de ellas es el encuentro de un átomo de carbono con una molécula de nitrógeno.

Cada molécula es como un juego de construcción de átomos: las mismas piezas pueden ensamblarse de maneras distintas. Dos ensamblajes con el mismo conjunto de átomos pero diferente geometría se denominan isómeros. Si uno se obtiene del otro por una simple rotación alrededor de un enlace, se trata de confórmeros, como un brazo doblado y uno estirado.

Los radiotelescopios captaron la radiación del objeto celeste G358.93-0.03 MM1, un caliente capullo dentro del cual se enciende una estrella masiva. En ese resplandor se detectaron líneas de glicolamida, una delicada molécula de carbono.

Mucho antes de que una estrella se encienda en una nube de gas, allí ya hierve una vida química. En los grumos fríos y densos de gas —llamados núcleos sin estrellas— los átomos se unen formando moléculas, simples y más complejas. Para observar esta cocina invisible, los astrónomos apuntaron un radiotelescopio de cuarenta metros en Yebes hacia 23 de estas nubes en la nebulosa de Orión.

Una nube de gas del tamaño de una pequeña galaxia cae sobre la Vía Láctea a cientos de kilómetros por segundo. Estas nubes se denominan de alta velocidad y hasta ahora no se habían encontrado estrellas en ellas, solo gas. Ahora, en una de ellas, llamada Complex H, los astrónomos han divisado un par de jóvenes cúmulos estelares.

La cocina donde se hornean estrellas funciona con una receta simple: cuanta más harina, más pasteles. Durante mucho tiempo, los astrónomos observaron una estricta relación entre la masa de una galaxia y la rapidez con la que en ella nacen estrellas, y la consideraron una regla independiente.

La cocina de una galaxia lejana no se limita a su brillante disco. Alrededor de cada sistema estelar hay una nube de gas invisible, como el vapor sobre una olla de sopa. Los astrónomos miraron ese vapor en galaxias que se ven tal como eran solo mil quinientos millones de años después del Big Bang.

Cuando una estrella joven expulsa chorros de gas, estos chocan contra la nube circundante como un puño contra un cojín. En el punto del impacto, el gas se comprime y se calienta: se forma una onda de choque. En esta zona caliente, los átomos y las moléculas simples chocan y se ensamblan en compuestos más grandes, llamados moléculas orgánicas complejas.

En una nube oscura y fría entre las estrellas, una mota de polvo de una milésima de milímetro atrapa moléculas ligeras. El monóxido de carbono y el hidrógeno se adhieren a su superficie como gotas de lluvia a un cristal y reaccionan. Tras varios pasos se obtiene metanol, el mismo alcohol que forma parte del limpiaparabrisas.

En una nube donde nacen estrellas masivas hay un núcleo denso y caliente. Como en una cocina abarrotada donde el calor de la placa hace que se evaporen los olores, aquí el calor de las estrellas jóvenes evapora moléculas de la superficie de los granos de polvo cósmico.

En las oscuras y frías nubes donde apenas comienzan a formarse las estrellas, los granos de polvo se visten con abrigos de hielo. Ese hielo no es solo agua congelada: contiene dióxido de carbono, metanol, amoníaco y otras moléculas disueltas.

En las oscuras y frías nubes donde nacen las estrellas, los granos de polvo están cubiertos por una costra de hielo. Por esa costra, como por una carretera invernal, deambulan lentamente átomos sueltos.

Los astrónomos, usando el James Webb y la espectroscopía (descomponer la luz en colores), observaron a través del polvo el centro de la galaxia IRAS 07251-0248. Allí encontraron benceno, acetileno, metano: los mismos hidrocarburos que forman la gasolina y los plásticos.

En una fría nube de gas en el mismo centro de nuestra galaxia, a la que los astrónomos llaman G+0.693-0.027, se esconde un verdadero laboratorio químico. Allí, lejos de las estrellas, sobre la superficie de diminutas partículas de polvo —del tamaño de las partículas de humo— los átomos se unen formando moléculas, como masa sobre una mesa de cocina.

Una mota de polvo cósmico está cubierta de hielo, y sobre ese hielo, como en una diminuta cocina, se preparan moléculas. Una de ellas es el metanol, un alcohol que en el espacio sirve como materia prima para compuestos más complejos.