Luna helada de Saturno sigue sorprendiéndonos: La nave Cassini habia "olido" moleculas orgánicas complejas en las plumas de Encélado

June 30, 2018

Plumas de Encélado (Creditos: NASA/JPL/Space Science Institute)

 

Alemania estuvo ayer en todas las portadas de los diarios y noticias del internet debido a que perdió un partido decisivo con Corea y quedo fuera del Mundial de Futbol Rusia 2018. Sin embargo, no todo es tristeza, y desde este mismo país se ha dado a conocer al mundo un nuevo trabajo relacionado a la búsqueda incansable de compuestos de carbono en el Sistema Solar. Resultado de varios años de investigación realizadas con la sonda Cassini en sus sobrevuelos por Enceladus, luna congelada de Saturno, se ha publicado  en la revista Nature un trabajo muy importante realizado  por el Dr. Frank Postberg, el Dr. Nozair Khawaja  y un gran número de co-investigadores. La institución en la cual trabajan estos científicos es el Instituto de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Heideberg (Alemania). 

 

 Encélado en el anillo E de Saturno que muestra el polvo de hielo que escapa de su gravedad (Creditos: NASA/JPL

 

Los compuestos de carbono se hayan presentes en muchos lugares del Universo, desde cometas, asteroides, planetas, lunas, polvo interestelar, hasta desperdigados en los sistemas solares en formación. Su abundancia, naturaleza y origen es, sin embargo,  muy variado en cada uno de estos cuerpos. Como lo decía Stanley Miller: En cada cuerpo del Sistema Solar, un simple proceso no puede explicar toda la complejidad que puede surgir en ellos. Cuando se descubre que un proceso que ocurre en la Tierra o Marte o nuestros laboratorios, puede explicar muy bien otro que ocurre en lugares tan lejanos, es un gran logro y una sensación muy gratificando para la comunidad científica que emprende una incansable búsqueda por comprender los secretos del universo. El trabajo realizado por el equipo del Dr. Posberg es uno de este tipo de travesías por universo en busca de hacerlo más comprensible.

 

 

La técnica usada es la espectroscopia de masas que permite detectar los fragmentos con cargas positivas y neutras de compuestos orgánicos e inorgánicos en función de su masa. Los dos espectrómetros a bordo del Cassini son el Analizador de Polvo Cósmico (CDA) y el Espectrómetro de Masas de Iones y Compuestos neutros (INMS).

 

Video que muestra a cómo trabajan los instrumentos en la nave Cassini. Este video hace referencia al descubrimiento de hidrogeno en las plumas de Encélado. ( Credito :NASA/JPL-Caltech)

 

El escrupuloso análisis de los resultados enviados por la sonda Cassini muestra en estos estudios que existen compuestos de carbono que serían macromoléculas, es decir, moléculas hechas de varios átomos de carbono y que se encontrarían en sitios específicos de la luna congelada Encélado. Antes de este estudio solo se había observado compuestos orgánicos con masas no superiores a 50 unidades de masa atómica (uma) como el radical etilo (C2H5+). Ahora sabemos de la existencia de compuestos como el benceno (C6H6, 78 uma) e incluso más complejos, llegando a tener masas tan grandes como 200 uma.

 

 Macromoléculas bencénicas tienen dos caminos diferentes de fragmentación en el espectrómetro de masas. Si la cadena que está unida contiene un átomo de carbono con hidrógenos entonces se da el camino que forma el ion tropilio y los subsiguientes fragmentos. Si el carbono unido al benceno no contiene hidrogeno o es un átomo de nitrógeno u oxígeno, se forma el catión fenilo. En los estudios realizados no se encuentra el ion tropilio. R representa una cadena de átomos de carbono (Adaptado de Postberg et al., 2018)

 

Sobre la naturaleza de estos compuestos bencénicos, el artículo señala que el anillo de benceno estaría unido a cadenas de carbono que inician en un carbono sin átomos de hidrogeno enlazados a él o que el primer elemento de esta cadena sea nitrógeno u oxígeno. Esta conclusión surge por el hecho de no encontrar al ion tropilio como un fragmento derivado en los análisis, ion que se debe detectar si es que el anillo de benceno tiene unido una cadena de carbono que empieza en un carbono con átomos de hidrogeno. La naturaleza de las cadenas es probable, concluye el artículo, que se trate de compuestos insaturados, es decir, compuestos con doble enlace carbono-carbono.

 

"Es la primera detección de compuestos orgánicos provenientes de un mundo acuático extraterrestre", dice el Dr.Frank.

 

"Encontramos grandes fragmentos moleculares que muestran estructuras típicas para moléculas orgánicas muy complejas", agrega el Dr. Nozair. "Estas enormes moléculas contienen una compleja red a menudo construida a partir de cientos de átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y probablemente nitrógeno que forman subestructuras en forma de anillo y de cadena".

 

El artículo señala que todos los fragmentos detectados por el Cassini provengan de una macromolécula cuya estructura final es desconocida. Lo interesantes es que estas macromoléculas serían diferentes de los compuestos aromáticos polinsaturados (PAHs) y representarían el hallazgo de una macromolécula con una química diferente.