Astrobiología. Evolución química hacia la vida

Summary

Este 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

00:00

🌌 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.

05:01

🌟 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.

10:03

💥 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.

15:03

🚀 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.

20:04

🌠 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.

Keywords

💡Big Bang

El Big Bang es la teoría que describe el inicio del universo a partir de una explosión que ocurrió hace más de 13.700 millones de años. Es fundamental para entender cómo se formó la materia en el universo y cómo los elementos básicos como el hidrógeno y el helio comenzaron a existir.

💡Estrellas

Las estrellas son cuerpos celestes que generan energía a través de la fusión nuclear en su núcleo. Son esenciales para la formación de elementos más complejos en el interior de sus núcleos, como el carbono y el oxígeno, que son vitales para la vida tal como la conocemos.

💡Fusión nuclear

La fusión nuclear es el proceso por el cual los núcleos de hidrógeno se combinan para formar helio, liberando una gran cantidad de energía en el proceso. Este es el mecanismo que permite a las estrellas, incluida nuestra Sol, emitir luz y calor.

💡Colapso de estrellas

El colapso de estrellas ocurre cuando el combustible nuclear en su núcleo se agota, lo que lleva a una disipación de la presión de radiación y un eventual colapso bajo su propia gravedad. Este proceso puede resultar en la formación de elementos más pesados y en explosiones que dispersan estos elementos a lo largo del universo.

💡Supernova

Una supernova es una explosión violenta que ocurre al final de la vida de una estrella masiva. Este evento cataclísmico es responsable de proyectar elementos pesados, incluido el hierro y los elementos radioactivos más allá del hierro, a lo largo del espacio interestelar.

💡Química prebiótica

La química prebiótica se refiere a los procesos químicos que preceden a la vida como la conocemos. En el contexto del video, se relaciona con la formación de moléculas complejas en el espacio, como aminoácidos y otros compuestos orgánicos, que son fundamentales para la vida.

💡Astroquímica

La astroquímica es la rama de la astronomía que estudia la composición química de los objetos y la atmósfera del espacio. Se relaciona con el estudio de las moléculas en las nubes moleculares y cómo estas moléculas pueden ser precursoras de la vida.

💡Espectroscopía

La espectroscopía es una técnica utilizada para analizar la estructura de la materia a través del estudio de la luz emitida o absorbida por los átomos y moléculas. Es crucial para la detección de moléculas en el espacio y para entender cómo se forman y evolucionan estas moléculas.

💡Moléculas orgánicas

Las moléculas orgánicas son compuestos químicos que contienen átomos de carbono y son fundamentales para la vida. En el video, se mencionan moléculas orgánicas como aminoácidos y bases de los ácidos nucleicos, que son esenciales para la formación de proteínas y el ADN/ARN, respectivamente.

💡Cometas

Los cometas son cuerpos celestes compuestos principalmente de hielo y polvo. Son importantes en el contexto de la vida porque al acercarse al Sol, su hielo se evapora liberando moléculas orgánicas que pueden contener aminoácidos y otros compuestos vitales para la vida.

💡Experimento de Miller-Urey

El experimento de Miller-Urey es un estudio histórico que simuló las condiciones de la atmósfera primitiva de la Tierra para investigar la formación de aminoácidos a partir de una mezcla de gases inorgánicos. Este experimento fue pionero en demostrar que los compuestos orgánicos básicos para la vida podrían formarse a partir de materia inorgánica.

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]

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