Astrobiología. Evolución química hacia la vida
Summary
TLDREste video explora la formación de los elementos químicos y moléculas en el universo, detallando cómo las estrellas, a través de sus ciclos de vida y muerte, son cruciales en la creación de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Después del Big Bang, estrellas masivas y menos masivas procesan estos elementos, que luego se expulsan al espacio, contribuyendo a la rica composición química del medio interestelar. Este material contribuye al desarrollo de la química prebiótica, esencial para la vida en la Tierra. También se aborda cómo la espectroscopía ayuda a entender la estructura de las moléculas en el espacio, reforzando la idea de que somos, literalmente, polvo de estrellas.
Takeaways
- 🌌 Los componentes básicos de nuestro cuerpo, como los neutrones y protones, se generaron hace más de 13.700 millones de años con el comienzo del universo en la Gran Explosión (Big Bang).
- ⚛️ La materia que nos rodea en la Tierra está formada por elementos más pesados como el oxígeno, el carbono y el nitrógeno, que se forjaron en el interior de las estrellas.
- 🌟 Las estrellas evolucionan y su vida está marcada por la lucha entre la energía generada por la fusión nuclear y la gravedad.
- 🔥 Cuando el hidrógeno en el núcleo de una estrella se agota, el núcleo de helio se colapsa, lo que aumenta su temperatura y densidad, permitiendo la formación de elementos más pesados.
- 💥 Las explosiones de supernovas en estrellas masivas dispersan elementos más pesados que el hierro, como el oro y el uranio, en el espacio interestelar.
- 🌙 Las estrellas de menor masa, como nuestro Sol, terminan su ciclo vital como gigantes rojas, exponiendo capas externas que contienen moléculas complejas esenciales para la química prebiótica.
- 🌌 La astroquímica es el estudio de cómo se generan las moléculas en el espacio, y su complejidad se ha expandido gracias a la radioastronomía y la espectroscopía.
- 🧪 El experimento de Miller-Urey demostró que, bajo condiciones similares a las de la Tierra primitiva, se podrían sintetizar aminoácidos a partir de una fuente inorgánica.
- 🚀 La misión Rosetta y otros estudios han encontrado moléculas orgánicas de interés astrobiológico en cometas, lo que apoya la idea de que el polvo de estrellas contiene los bloques de construcción para la vida.
- 🧬 Se han detectado aminoácidos y bases nitrogenadas en meteoritos, lo que sugiere que los ingredientes para la vida podrían haber sido traídos a la Tierra desde el espacio.
- 🌐 La formación de moléculas orgánicas complejas en el polvo interestelar y la síntesis de estas moléculas en condiciones extremas proporcionan un entendimiento sobre los orígenes de los componentes vitales.
Q & A
¿Cuándo se generaron los componentes básicos del universo, como los neutrones y los protones?
-Los componentes básicos del universo, incluyendo los neutrones y los protones, se generaron hace más de 13.700 millones de años, en el evento conocido como el Big Bang.
¿Cómo se forman los elementos más allá del hidrógeno y el helio en el universo?
-Los elementos más allá del hidrógeno y el helio se forman en el interior de las estrellas. Durante sus ciclos de vida, las estrellas más masivas forjan elementos pesados a través de reacciones nucleares en sus núcleos.
¿Qué sucede cuando en una estrella se agota el hidrógeno en su núcleo?
-Cuando el hidrógeno se agota en el núcleo de una estrella, la presión de radiación que previene el colapso de la estrella se disipa, lo que lleva al colapso del núcleo. Esto provoca un aumento brutal en la temperatura y la densidad, creando condiciones para formar elementos más pesados.
¿Cómo se producen los elementos pesados como el hierro en las estrellas?
-Los elementos pesados como el hierro se producen en las estrellas masivas, particularmente en supernovas. Durante la muerte de estas estrellas, los átomos de hierro capturan neutrones a altas velocidades, lo que permite la formación de elementos aún más pesados.
¿Cómo las estrellas masivas terminan su ciclo de vida?
-Las estrellas masivas terminan su ciclo de vida en una explosión violenta conocida como supernova. En este evento, el núcleo colapsa y las capas externas se expanden a grandes velocidades, liberando al medio interestelar el material rico en elementos procesados.
¿Qué es la astroquímica y cuál es su importancia en la formación de moléculas complejas?
-La astroquímica es el estudio de la química en el espacio, incluyendo la formación de moléculas en las nubes moleculares y el medio interestelar. Es importante porque es responsable de la formación de moléculas complejas que son fundamentales para la química prebiótica y el origen de la vida.
¿Cómo la espectroscopía ha contribuido a nuestro entendimiento de la química en el espacio?
-La espectroscopía, particularmente la radioastronomía, ha permitido detectar y estudiar moléculas complejas en el espacio. Mediante la observación de líneas espectrales, se ha podido identificar una amplia variedad de moléculas, incluyendo aminoácidos y otros compuestos orgánicos, que son esenciales para la vida.
¿Cómo se forman las moléculas orgánicas en las nubes interestelares?
-Las moléculas orgánicas en las nubes interestelares se forman a través de la irradiación de partículas altamente energéticas, como las emitidas por las estrellas masivas en sus muertes. Esta irradiación actúa sobre el hielo que cubre los granos de polvo, provocando reacciones químicas que generan moléculas orgánicas.
¿Qué es el experimento de Miller-Urey y qué demostró sobre la formación de aminoácidos a partir de una fuente inorgánica?
-El experimento de Miller-Urey, llevado a cabo en 1953, recreó las condiciones primitivas de la Tierra usando una mezcla de gases y descargas eléctricas para simular las tormentas. El experimento demostró que era posible formar aminoácidos, que son los bloques de construcción de las proteínas, a partir de una fuente inorgánica, lo que apunta hacia la posibilidad de la síntesis de moléculas biológicamente relevantes en condiciones no terrestres.
¿Cómo se relaciona el polvo interestelar con el origen de la vida en la Tierra?
-El polvo interestelar, compuesto de partículas y hielo orgánico, es considerado como el 'polvo de estrellas'. Este polvo puede contener moléculas orgánicas esenciales para la vida, como aminoácidos y ácidos nucleicos. La llegada de este polvo a la Tierra, a través de cometas y meteoritos, podría haber contribuido a la formación de moléculas prebiótica y, eventualmente, a la aparición de la vida.
¿Qué son los 'fulerenos' y cómo se relacionan con la química prebiótica?
-Los fulerenos son moléculas complejas compuestas por 70 núcleos de carbono en forma de anillos de pentágonos y hexágonos, similares a un balón de fútbol. Se han detectado en el medio interestelar y son importantes para la química prebiótica ya que representan la capacidad de formación de moléculas complejas en el espacio, las cuales podrían ser precursoras de moléculas biológicas.
Outlines
🌌 Formación de elementos y estrellas
Este párrafo describe la génesis de los elementos que componen nuestro cuerpo, los neutrones y los protones, generados hace más de 13.700 millones de años en el Big Bang. Se destaca que, aunque el universo original estaba compuesto principalmente de hidrógeno y helio, los elementos más pesados como el oxígeno, el carbono y el nitrógeno se forjaron dentro de las estrellas. Las estrellas no son estáticas; evolucionan y su vida está marcada por la lucha entre la energía generada por la fusión nuclear y la gravedad. Cuando el hidrógeno se agota, el núcleo de helio colapsa y aumenta su temperatura y densidad, lo que permite la formación de elementos más pesados, hasta llegar al hierro. Los elementos más allá del hierro, como el uranio y el oro, se forman en explosiones de estrellas masivas, donde el núcleo colapsa y las capas externas se expanden a gran velocidad.
🌟 Vida y muerte de las estrellas
Este párrafo aborda cómo las estrellas menos masivas, como el sol, terminan su vida. Cuando el hidrógeno se agota, las capas externas de la estrella se expanden formando una gigante roja. Estas gigantes rojas pueden tener un radio tan grande que podrían volatilizar la Tierra. En las capas externas de las gigantes rojas, donde las temperaturas son más bajas, comienzan a formarse moléculas cada vez más complejas, como el monóxido de carbono, dióxido de carbono, agua, amoníaco, y otros compuestos que son fundamentales para la química prebiótica. Estas moléculas son los bloques de construcción para la vida tal como la conocemos, y su detección en el espacio se ha logrado gracias a la radioastronomía y la espectroscopía, que permiten observar y analizar estas moléculas complejas en las nubes moleculares oscuras.
💥 Nacimiento de nuevas estrellas y moléculas
Este párrafo explica cómo las partículas de alta energía emitidas por las estrellas masivas al morir pueden atravesar nubes oscuras y desencadenar reacciones químicas que dan lugar a la formación de nuevas moléculas complejas. Estas reacciones son fundamentales para el desarrollo de sistemas planetarios y la posibilidad de la vida en otros planetas. La radiación ultravioleta emitida por las nuevas estrellas puede foto-disociar moléculas en los mantos helados, lo que permite la formación de aminoácidos y otros compuestos orgánicos esenciales para la vida. La espectroscopia es una herramienta clave para analizar la estructura de los átomos y las moléculas, y su origen se remonta a 1860 cuando Bundchen y Kirchhoff interpretaron las líneas del espectro solar.
🚀 Experimentos de laboratorio y formación de moléculas orgánicas
Este párrafo describe los experimentos de laboratorio que han demostrado que la materia orgánica con interés biológico puede ser obtenida a partir de una fuente inorgánica. El experimento de Miller-Urey de 1953 recreó las condiciones de la Tierra primitiva y demostró la formación de aminoácidos a partir de una mezcla de gases inorgánicos. Variaciones de este experimento han utilizado diferentes mezclas de gases y fuentes de energía para simular condiciones tanto planetarias como interestelares. Estos experimentos han demostrado la formación de aminoácidos, ácidos nucleicos y otros compuestos orgánicos fundamentales para la vida, y se han utilizado técnicas como la cromatografía y la espectrometría de masas para analizar estas mezclas orgánicas complejas.
🌠 Cometas y aportes orgánicos al espacio
Este párrafo explora el papel de los cometas en el aporte de materia orgánica al espacio. Los cometas están compuestos de granos de polvo cubiertos de un manto de hielo que contiene moléculas orgánicas. La radiación ultravioleta y otros tipos de radiación actúan sobre estos granos, formando moléculas de interés astrobiológico. La misión Rosetta, por ejemplo, detectó moléculas orgánicas en el cometa Churyumov-Gerasimenko. Además de los cometas, los meteoritos y los asteroides también contribuyen con la materia orgánica en el espacio. Estos hallazgos sugieren que los elementos para la vida, como aminoácidos y otros compuestos orgánicos, podrían ser comunes en el universo y podrían haber llegado a la Tierra desde fuentes extraterrestres.
Mindmap
Keywords
💡Big Bang
💡Estrellas
💡Fusión nuclear
💡Colapso de estrellas
💡Supernova
💡Química prebiótica
💡Astroquímica
💡Espectroscopía
💡Moléculas orgánicas
💡Cometas
💡Experimento de Miller-Urey
Highlights
Los neutrones y protones, componentes básicos de nuestro cuerpo, se originaron hace más de 13.700 millones de años con el Big Bang.
Elementos como el oxígeno, carbono y nitrógeno, fundamentales para la vida, se forjan en el interior de las estrellas, no en los comienzos del universo.
Las estrellas evolucionan y durante su ciclo de vida transforman hidrógeno en helio, liberando energía que impide su colapso por gravedad.
Cuando el combustible nuclear de una estrella se agota, el núcleo colapsa incrementando la temperatura y densidad, permitiendo la formación de elementos más pesados.
Estrellas masivas terminan su vida en explosiones supernova, esenciales para la creación de elementos más pesados que el hierro como el oro y el uranio.
Las estrellas menos masivas como el Sol evolucionan hacia gigantes rojas, expandiendo sus capas y enriqueciendo el espacio con elementos pesados.
La astroquímica estudia cómo las moléculas complejas en el espacio, como el agua y el amoníaco, se forman a partir de procesos estelares y cósmicos.
La espectroscopía, desde sus inicios en 1860, ha sido fundamental para identificar moléculas en el espacio mediante la observación de la luz que absorben o emiten.
Las moléculas prebióticas, como los aminoácidos, se forman en los mantos helados de polvo interestelar y son esenciales para el desarrollo de la vida.
La misión Rosetta ha demostrado que los cometas pueden contener material orgánico complejo formado por la irradiación del hielo en el espacio.
El experimento de Miller en 1953 demostró que se pueden formar aminoácidos bajo condiciones simuladas de la Tierra primitiva.
Las técnicas modernas como la espectrometría de masas y la cromatografía permiten analizar mezclas orgánicas complejas formadas en experimentos de laboratorio.
La formación de moléculas triatómicas en el espacio desafía las expectativas debido a las bajas densidades y temperaturas extremas.
Estrellas nuevas emiten radiación que puede fotodisociar moléculas en los mantos helados, catalizando la formación de nuevas moléculas complejas.
El polvo interestelar, enriquecido por procesos estelares, contiene los ingredientes para la química prebiótica y el eventual desarrollo de vida en otros planetas.
Transcripts
y
[Música]
aquí
[Música]
hoy sabemos que los componentes básicos
de los que están formados todos los
elementos que componen nuestro cuerpo
los neutrones y los protones fueron
generados hace más de 13.700 millones de
años en el cuando comenzó el universo en
lo que conocemos la gran explosión el
big band
sin embargo nuestros cuerpos están
formados y en general toda la materia
que nos rodea aquí en la tierra está
formada básicamente no por hidrógeno y
helio que fueron los elementos que se
originaron de manera masiva en los
comienzos del universo sino que están
formados por otros elementos como el
oxígeno el carbono el nitrógeno y estos
elementos no se formaron en los
comienzos del universo sino que se han
forjado en el interior de las estrellas
el universo en sus comienzos era una
gran sopa caliente muy densa de
partículas y de radiación y como decía
antes en los primeros microsegundos se
formaron los núcleos de los elementos
que componen la tabla periódica de los
elementos que conocemos hoy en día como
unos 400 mil años después de que
comenzará el universo lo que ocurrió fue
un hecho fundamental para luego el
desarrollo de la complejidad química que
en la tierra y es la formación de la
primera generación de estrellas
normalmente las estrellas no son objetos
inertes en el pleno sentido de la
palabra sino que evolucionan
es decir sufren grandes cambios la mayor
parte de la vida de las estrellas
transcurre de una manera tranquila en
una manera plácida en la que se está
quemando hidrógeno los núcleos de
hidrógeno en el núcleo de la estrella se
van pegando unos con otros y van
proporcionando núcleos de helio más
pesados esto libera una gran cantidad de
energía y esta energía es precisamente
en la que hace que las estrellas no
colapsen por su propio peso gravitatorio
normalmente la vida de una estrella es
una lucha continua entre la energía
digamos la presión hacia afuera que se
genera debido a las reacciones nucleares
de fusión en su interior y la gravedad
que por la propia masa de la estrella
llevaría a ésta a colapsar
pues qué ocurre cuándo
cuando el combustible de esas reacciones
nucleares que tienen lugar en el
interior de las estrellas se agota en
este caso o en el caso de la mayor parte
de las estrellas cuando los cuando el
hidrógeno se agota lo que tenemos es un
núcleo de helio en el que ya no se
pueden formar nuevos átomos de helio
entonces lo que ocurre es que esa
presión de radiación que que impedía el
colapso de la estrella se disipa
totalmente y / se produce el colapso del
núcleo
lo que ocurre cuando el núcleo colapsa
es que aumenta nuevamente de manera
brutal de manera muy brusca su
temperatura y su densidad y esto es lo
que hace al final permite que se den las
condiciones físicas necesarias para que
se sigan produciendo reacciones en las
que se van a ir pegando progresivamente
en núcleos cada vez más pesados dando
lugar a elementos de la tabla periódica
más allá del el y del hidrógeno como son
el carbono el oxígeno el nitrógeno el
azufre una serie de elementos todos los
elementos de hecho que están en la tabla
periódica hasta llegar al hierro
estos elementos se generan como he dicho
en los núcleos de las estrellas sobre
todo las estrellas más masivas no las
estrellas que serían como el sol sino
estrellas que son más de ocho veces más
de diez veces la masa del sol
entonces estas estrellas y también las
estrellas de tipo solar
que tienen menos masa de una manera u
otra acaban devolviendo
ese material que han procesado en su
interior es ese material que está
compuesto de elementos más pesados que
el hidrógeno y el helio acaban de
volviéndolo al medio interestelar
en particular por ejemplo las estrellas
masivas acaban sus días de una manera
muy violenta
acaban como en unas enormes explosiones
como unas auténticas bombas en las
cuales el núcleo colapsa y las capas más
externas se expanden a miles de
kilómetros por segundo
en esa propia expansión de hecho los
átomos de hierro que se habían formado
en el interior de la estrella de hecho
van capturando nuevos neutrones que se
encuentran a altísimas velocidades y eso
es lo que permite de hecho continuar la
formación de elementos más pesados que
el hierro como el uranio muchos reyes
como el oro por ejemplo no todos los
elementos más pesados que el hierro de
la tabla periódica entonces todos estos
elementos pesados al final son los que
dominan en particular el oxígeno los que
dominan la composición de la materia
ordinaria aquí en la tierra y como decía
anteriormente en nuestros propios
cuerpos
las estrellas menos masivas
acaban sus días también con un viento
estelar perdiendo su masa en forma de un
viento estelar denso aunque de una
manera menos violenta que las estrellas
de las heras masivas lo que tienen las
estrellas como nuestro sol lo que ocurre
con ellas es que cuando cuando se agota
el hidrógeno en su interior y se empieza
a quemar ya el hidrógeno las capas más
externas se expanden y forman una
gigante roja el radio de esta de las
gigantes rojas típicamente de una
estrella como el sol alcanzaría para que
nos hagamos una idea de la órbita de la
tierra es decir la tierra todos sus
componentes de hechos serían
volatilizados precisamente por la
expansión y por el alcance digamos de
las capas más externas del gigante
en esas capas las temperaturas son ya
suficientemente bajas como para que
ocurran
dos cosas muy importantes primero se
empiezan a formar se empiezan a pegar
unos elementos con otros y se empiezan a
formar moléculas cada vez más complejas
moléculas como el monóxido de carbono
dióxido de carbono el agua el amoniaco
cloruro sódico la sal y luego también
moléculas un poquito más complejas que
van agrupando un mayor número de átomos
como por ejemplo el metanol la acetona y
muchos otros incluso
se han llegado a detectar en el medio
interestelar y en las envolturas de
estas estrellas se han llegado detectar
moléculas con hasta 70 núcleos de
carbono como es el caso de los fulerenos
que están son anillos de carbono
pentágono pentagonales y hexagonales
dispuestos como una especie de balón de
fútbol
todas estas moléculas son los
constituyentes básicos o los
ingredientes básicos que van a dar lugar
al desarrollo de la química prebiótica a
química que va a dar lugar a moléculas
mucho más complejas que se supone que
son fundamento para el desarrollo de la
vida en la tierra
los procesos por lo que se generan esta
gran cantidad de moléculas ha dado lugar
a lo que se conoce como la astroquímica
cuando se descubrieron las primeras
moléculas se hicieron a través de la
espectroscopía en el visible en las
nubes moleculares o en las nubes difusas
que se observan por ejemplo en la
dirección de las pléyades a través de
los espectros en absorción se detectaron
moléculas simples moléculas que llamamos
y atómicas con átomos como el hidrógeno
el carbón fundamentalmente y el
nitrógeno la gran revolución en cuanto a
la complejidad química a nuestro
conocimiento de la presencia de
moléculas muy complejas vino de los
descubrimientos que se realizaron en
radioastronomía a través de los aspectos
rotacionales de estas moléculas estas
moléculas giran alrededor de sí mismas
generando emisión cuando cambian la
velocidad de giro
gracias a esta espectroscopia se puede
mirar dentro de estas nubes oscuras que
un claro ejemplo precioso es la nebulosa
del caballo en la nebulosa del caballo
que la vemos completamente oscuras en
las imágenes ópticas podemos apreciar
que dentro de esta nebulosa existen gran
cantidad de moléculas
el problema fundamental de la generación
de moléculas proviene del hecho de que
en el medio interestelar las densidades
son muy bajas y la química que opera
fundamentalmente en la atmósfera
terrestre no se da en el medio
interestelar las primeras detecciones de
moléculas tri atómicas se realizaron en
los años 60 y fue gracias como he dicho
a la radio astronomía fue una gran
revolución porque no se pensaba que
realmente pudieran existir moléculas tan
complejas y la naturaleza en este caso
fue muy agraciada en darnos esta
información porque las primeras
moléculas que detectamos fueron
moléculas como el formaldehído como el
amoníaco y gran casualidad como el agua
sorprendentemente fuimos capaces de
detectar el agua debido a una anomalía
que presenta en su emisión porque
obviamente es muy difícil observar el
agua desde dentro de la tierra puesto
que la atmósfera terrestre impide
observar el agua y sólo ha sido posible
observarla
después a través digamos de
observaciones con satélites también se
observó otras moléculas que sabemos hoy
en día que son
fundamentales para química prebiótica la
química que nos lleva a generar los
primeros aminoácidos como es el metano y
cómo es el amoníaco y también el
formaldehído formado oído es una
molécula muy compleja puesto que está
compuesto por átomos de hidrógeno
carbono y oxígeno es la primera molécula
que se detecta con más de dos átomos que
conocemos como pesados
una vez que tenemos estas moléculas la
gran pregunta que surgió es cómo se
forman moléculas tri atómicas en unas
zonas tan frías y tan poco densas en
donde la típica reacción que observamos
en la atmósfera terrestre o en los
laboratorios terrestres como son las
moléculas de tres cuerpos no se pueden
generar
la respuesta a vino del hecho de que
como se ha comentado las estrellas
masivas cuando mueren están partículas a
grandes energías y estas partículas son
capaces de atravesar estas nubes oscuras
que como decía no pueden ser atravesadas
por la radiación óptica ni por el
ultravioleta de dónde proviene la
energía que necesitamos para que estas
moléculas en los mantos helados
reaccionen entre sí
provienen de nuevas estrellas que se
generan en estas nubes oscuras en estas
nubes oscuras hay zonas en donde la
atracción gravitatoria del material es
suficientemente grande como para que el
material colapse formando una nueva
generación de estrellas es esta nueva
generación de estrellas en donde se
forman los planetas en donde
posteriormente la química simple que se
empieza a desarrollar por los procesos
de formación de estrellas y por los
procesos que tienen lugar en cuanto a la
aglomeración de materia en zonas muy
particulares
y los sitios en donde se forman los
planetas y por tanto son los sitios en
donde quizá en otros sistemas
planetarios sea posible que evolucione
la vida estas estrellas nuevas emiten
radiación ultravioleta que en este caso
sí que foto disocia en las moléculas que
hay en los mantos helados y debido a la
focalización de estas moléculas los
trozos restantes son capaces de
reaccionar entre sí generando una nueva
generación de moléculas mucho más
complejas esta complejidad obviamente en
un momento determinado cuando se forman
los sistemas planetarios sabemos a
través de los meteoritos que son capaces
de formar otras moléculas moléculas como
aminoácidos estos aminoácidos que
claramente se deben de formar al menos
los procesos de formación de los
planetas son los que son la base de lo
que conocemos como la química prebiótica
[Música]
la espectroscopía es una técnica de
análisis que nos permite conocer cómo es
la estructura de la materia es decir
cómo son los átomos y las moléculas su
origen se remonta hacia 1860 año en que
bundchen y kirchhoff
supieron interpretar las líneas negras
del espectro solar que fran hoffer había
medido obtenido hacia 1820 la leyenda
cuenta que ellos estaban mirando de
lejos un juego que se había producido en
una fábrica de es de sal de cloruro
sódico y se dieron cuenta que había una
luz amarilla que era exactamente igual
que la que ellos obtenían en el
laboratorio cuando quemaba en sodio dos
luces iguales tienen que provenir de
átomos o moléculas iguales entonces la
luz que emiten o absorben los átomos la
luz no solo luz visible la que ven
nuestros ojos sino también la radiación
electromagnética infrarrojo y
ultravioleta etcétera nos permiten
conocer cómo son los átomos y las
moléculas es son su carné de identidad
son su huella digital son su código de
barras entonces esto es muy importante
porque nos permite conocer la estructura
de los átomos y las moléculas
los átomos están constituidos por un
núcleo en el que están los protones y
los neutrones y alrededor hay una nube
de electrones pero se mueven alrededor
pero en lo que llamamos niveles atómicos
cuántica 2 cuantificados las órbitas
tienen una determinada energía y para
saltar de una órbita a otra necesitan
absorber un paquete de energía que sea
justo la diferencia de energías entre el
nivel bajo y el nivel alto de energía en
el caso de las moléculas las moléculas
están constituidas por n átomos por
ejemplo enlazados entre sí entonces
estos enlaces lo que hacen es que pueden
vibrar los átomos pueden vibrar en
entorno debido a estos enlaces o pueden
intercambiar sus posiciones en la
molécula y esto da lugar a que además de
los niveles correspondientes a los
átomos que constituyen la molécula
aparezcan otros niveles que son propios
de las vibraciones y rotaciones de las
moléculas y se llaman estado
vibracionales o estados rotacional es si
los átomos emitían y absorbían
prácticamente en la zona visible del
espectro en el caso de las moléculas
estos estados que hay muchos pues tienen
una frecuencia mucho más pequeña y
corresponden a longitudes de onda más
largas el infrarrojo lejano las
microondas o las ondas de radio la
espectrometría vibracional y rotacional
se basa fundamentalmente en el
infrarrojo y en el efecto raman en la
espectroscopia infrarroja consiste en
enviar luz infrarroja a una muestra y si
la frecuencia de esta luz infrarroja de
esta radiación infrarroja coincide con
la frecuencia de vibración de los
enlaces entonces es absorbida por la
muestra y pasa de un nivel energético
inferior a un energético superior
entonces lo que se hace es registrar la
cantidad de energía absorbida para cada
frecuencia y obtenemos lo que se llama
un espectro de
estos espectros de absorción nos dan
información sobre los enlaces que están
presentes en la molécula este método es
un método de interacción completamente
elástica es decir la radiación que se
envía o es completamente absorbida por
la muestra y entonces sabemos la energía
del enlace de excitación del enlace o es
completamente emitida y es muy útil en
el caso de las moléculas orgánicas que
son las que tienen interés para el
origen de la vida otro método de medida
es la interferometría raman este es un
método fotónico de alta resolución que
también nos da información sobre los
estados vibracionales aquí lo que se
utiliza es el fenómeno de la dispersión
inelástica esto quiere decir que
nosotros enviamos radiación
monocromática del visible o del
infrarrojo cercano muy intensa sobre la
muestra la muestra la absorbe y la
remite y cuando la re emite no emite
todo lo que absorbidos en un poquito
menos y ese poquito menos es lo que ha
utilizado la muestra para pasar de un
nivel vibracional a otro de energía
superior entonces enviando energías
intensidades de haces muy muy fuertes
podemos tener información de procesos
que son mil veces más pequeños la
espectroscopia infrarroja la
espectroscopia raman o la espectrometría
de masas lo que nos permite es conocer
cómo son las moléculas y cómo a través
de reacciones químicas pueden
evolucionar y hacerse más complejas y si
se están verificando las teorías que hay
sobre la evolución de la complejidad de
los átomos y las moléculas en el polvo
interestelar para generar vida
en este sentido cobra valor la frase que
dicen los los astrónomos
de somos polvo de estrellas porque lo
que hay en la tierra se ha generado en
reacciones químicas en el polvo
interestelar
en el espacio interestelar se encuentran
unas partículas microscópicas en
suspensión que están hechas de silicatos
o de material carbón hace estos granos
de polvo se cubren de un manto de hielo
que está compuesto de varias moléculas
además del agua
como son el monóxido de carbono el
dióxido de carbono el metanol y el
amoníaco por efecto de la radiación que
llega sobre todo de las estrellas más
masivas en el ultravioleta pero también
rayos x y rayos cósmicos que son que son
iones este hielo es procesado dando
lugar a una composición diferente que
incluye moléculas que son de interés
astro biológico como los aminoácidos
ácidos carboxílicos y algunos
heterociclos de nitrógeno
pues bien se considera que algunos
cometas como halle o el cometa de la
misión rosetta churyumov gerasimenko
están compuestos de granos de polvo cada
cápsula sería un grano de polvo cubierto
de un manto de hielo en este hielo se
ven unas pintas negras que sería el
material orgánico que se ha formado por
irradiación de ese hielo en el espacio
con lo cual el cometa estaría compuesto
del llamado hielo sucio que serían las
moléculas simples y además ese material
orgánico de interés astro biológico
eso en cuanto al modelo teórico si
pasamos esto
a la realidad nos encontramos con lo que
sería un núcleo cometario del cometa de
roseta
que está hecho de dos lóbulos bien
diferenciados y es tiene una superficie
muy negra más oscura todavía que el
alquitrán debido en parte a ese material
orgánico que se encuentra sobre sobre
ella
la misión rosetta ha detectado moléculas
orgánicas de interés astrobiológico que
son compatibles con una síntesis en el
hielo por irradiación y calentamiento de
ese hielo
a nivel planetario existen dos fuentes
el aporte de material orgánico una
fuente exógena que va a provenir del
espacio exterior es decir la materia
orgánica va a viajar en cometas
meteoritos y asteroides y luego tenemos
un aporte de materia endógena que se
sintetiza bajo las determinadas
condiciones planetarias el primero en
demostrar que se podía obtener materia
orgánica con interés biológico a partir
de una fuente inorgánica del carbono fue
ésta eliminar en el año 1953 en este
experimento miller lo que hizo fue
recrear las condiciones de la tierra
primitiva para ello utilizó una mezcla
de gases que contenía metano
amoníaco e hidrógeno que simularía las
condiciones de la atmósfera primitiva
utilizó descargas eléctricas para
activar esta mezcla de gases pues se
cree que en esa tierra primitiva las
tormentas eléctricas eran bastante
numerosas y por otro lado lo que hizo
de recrear el ciclo la evaporación
condensación y precipitación del agua
simulando el ciclo terrestre del agua y
transcurridos unos días de reacción y al
analizar la disolución marrón hacia que
obtuvo vio que se formaban algunos de
los aminoácidos que constituyen las
proteínas y de la biología actual a
partir de este experimento pionero se
han realizado muchos otros utilizando
otras mezclas de gases siempre 60 de
oxígeno pero siempre con un aporte de
carbono en forma de metano ceo de co2 y
de nitrógeno como nitrógeno no molecular
y amoniaco se pueden utilizar otras
fuentes de energía como radiación
ultravioleta o protones de alta energía
que simularía en la energía de los rayos
cósmicos también se pueden variar las
condiciones de presión y temperatura
teniendo en cuenta todas estas variables
podemos simular condiciones de formación
de materia orgánica tanto a nivel
planetario
como del sistema interestelar en
cualquier caso en todos estos
experimentos se obtienen unas mezclas
orgánicas muy muy complejas conocidas
con el nombre de tone ings el análisis
de estas sustancias complejas
generalmente se hace mediante técnicas
de cromatografía acopladas
espectrometría de masas utilizando estas
técnicas en estas mezclas complejas se
ve que sí que se forman lo que se
obtienen aminoácidos que son los
constituyentes principales de las
proteínas bases públicas y pyramid y
nicas que son los constituyentes
principales de los ácidos nucleicos y
ácidos carboxílicos es de destacar que
en el meteorito de chinchón se han
encontrado muchos de los aminoácidos y
de las bases únicas y periódicas que se
obtienen en los experimentos de
simulación del laboratorio
[Música]
i
[Música]
Weitere ähnliche Videos ansehen
5.0 / 5 (0 votes)