Podemos agradecer a los asteroides del espacio profundo por ayudar a iniciar la vida en la Tierra

tExisten muchas razones por las que la Tierra primitiva era un lugar biológicamente estéril. Por un lado, su superficie estaba fundida; por otro lado, no tenía una atmósfera en la que se pudiera sobrevivir, con muy poco oxígeno molecular que es esencial para la biología. Además, la Tierra simplemente carecía de la química necesaria para producir biología. El cuerpo humano, para tomar una sola forma de vida, está formado por 60 elementos químicos diferentes. Eso a pesar de que cuatro de ellos (oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno) representan el 96,2% del total. Esa es una lista de recetas larga, y a nuestro planeta le faltaban muchos de esos ingredientes clave.

Los astrónomos y biólogos han creído durante mucho tiempo que gran parte de la química necesaria para la vida fue importada a la Tierra a través de asteroides y cometas entrantes, proporcionando lo que un grupo de investigadores llamó una materia prima prebiótica. Ahora, un nuevo estudio en Naturaleza Astronomíabasado en el análisis de granos microscópicos del asteroide Ryugu, traído de regreso a la Tierra por la nave espacial japonesa Hayabusa 2 en 2020, proporciona más evidencia de que nuestro planeta primitivo efectivamente tuvo que depender de los suministros cósmicos antes de poder comenzar a generar vida. Es más, la química de Ryugu muestra que esos ingredientes no tuvieron que haberse originado en el espacio cercano a la Tierra, sino en lugares muy lejanos del sistema solar antes de que pudieran llegar hasta nosotros.

Ryugu es una roca de 0,55 millas de largo que viaja alrededor del sol en una órbita similar a la de la Tierra. Se trata del llamado asteroide tipo C, una especie de escombros espaciales pesados en carbono y que representa alrededor del 75% de todos los asteroides conocidos. Hayabusa 2 se lanzó el 3 de diciembre de 2014 y aterrizó en Ryugu el 22 de febrero de 2019, donde recogió preciosos 5,4 gramos (0,19 onzas) de material de dos sitios: uno en la superficie del asteroide y otro en el material expulsado que rodea un cráter; esta última muestra podría proporcionar pistas sobre la composición del interior del asteroide.

La nave espacial viajó 3.200 millones de millas de ida y vuelta para recolectar y entregar su muestra, y una vez que la pequeña pizca de Ryugu fue devuelta a la Tierra, fue transferida al Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas de la agencia espacial japonesa, donde un puñado de científicos afortunados habían una oportunidad de estudiarlo. Entre ellos se encontraban miembros de un equipo del Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS), un centro de astrofísica cerca de París, que diseñó y construyó un microscopio espectral infrarrojo altamente miniaturizado para proporcionar una primera caracterización de la composición mineralógica y molecular de los granos de Ryugu.

El equipo de la IAS, junto con otros colegas de Francia, así como de Japón y el Reino Unido, buscaban no sólo elementos y compuestos orgánicos en la muestra, sino específicamente elementos y compuestos en su forma hidratada, es decir, con moléculas de agua en la forma. mezcla. Encontrar esas formas establecería que los granos se originaron en el espacio profundo, más allá de lo que se conoce como la línea de nieve. En el sistema solar interior, este lado de Júpiter, la proximidad del Sol hace que tanto el agua que flota libremente como el agua arrastrada por cuerpos como asteroides se conviertan en vapor. Fuera de ese límite, el agua sobrevive como hielo, lo que le permite combinarse con otros materiales que se encuentran en los asteroides.

El microscopio espectral que construyeron los científicos de la IAS incluía una pequeña cámara sellada en la que se colocaba el trozo de arena del asteroide; la cámara fue bombeada para liberarla de la atmósfera terrestre para evitar una contaminación que produciría resultados engañosos. Los granos de la muestra no tenían más de unos pocos cientos de micrones (o millonésimas de metro) y se manipularon en pequeños platos hechos de zafiro, para permitir que la muestra pudiera estudiarse en longitudes de onda más allá de lo visible y hasta el infrarrojo.

“El zafiro se puede tallar puro y es transparente en el infrarrojo”, afirma Jean-Pierre Bibring, profesor de astrofísica de la IAS. Se colocó un pequeño espejo debajo de los granos para reflejar la luz errante, pero el espejo estaba hecho de oro pulido, no de vidrio. “Queremos un espejo que no produzca ninguna contaminación potencial”, dice Bibring. “Lo hicimos de oro porque sabemos cómo hacer una superficie de oro muy plana y muy pura”.

El hardware de alta tecnología rindió grandes dividendos. Utilizando espectrometría de rayos X, imágenes hiperespectrales infrarrojas y más, los investigadores descubrieron que la muestra estaba compuesta de amonio, magnesio y fósforo hidratados (o que contenían agua), a los que denominaron granos “HAMP”. La presencia de moléculas de agua proporcionó nueva evidencia de que los granos efectivamente se formaron en las profundidades del espacio, más allá de la línea de nieve. Si bien todos los ingredientes de los granos HAMP son esenciales para la vida, el amonio es una entrada particularmente versátil en el libro de cocina biológica, ya que su molécula es NH3, que aporta nitrógeno e hidrógeno cuando se descompone. Los granos de HAMP en la muestra de Ryugu también eran muy solubles, lo que significa que una vez que un asteroide que los transportara entrara en la atmósfera y se estrellara contra la Tierra, se disolverían en la primera agua estancada que encontraran.

Había otras pistas de que rocas como Ryugu servían como antiguos camiones de reparto de productos químicos biológicos. La proporción de fósforo a carbono (la proporción P/C) en las muestras de Ryugu es de aproximadamente 1 a 100. Eso es precisamente lo que es la proporción P/C en la biomasa terrestre, lo que sugiere, aunque no confirma, que la La química del carbono de tales asteroides ayudó a dar forma a la química de nuestro planeta.

Por supuesto, la mayoría de los asteroides son pequeños en comparación con la Tierra de 8.000 millas de diámetro. Incluso durante la fase de galería de tiro del sistema solar, hace unos cuatro mil millones de años, cuando los escombros acumulados golpeaban los planetas interiores, la cantidad de material que cayó a la Tierra era comparativamente pequeña. Pero no tenía por qué ser demasiado para iniciar la biología. La vida, si se le da una oportunidad, florece, crece y explota. Es cierto para un solo organismo, y también lo fue para nuestro planeta.

“No es necesario disponer de una gran cantidad de material”, afirma Bibring. “Si comienzas la vida, necesariamente se extenderá en la dirección que inicia el contexto. Es el proceso darwiniano”.

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