- Título del artículo científico: Uracil in the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu
- Autores/as: Yasuhiro Oba, Toshiki Koga, Yoshinori Takano, Nanako O. Ogawa, Naohiko Ohkouchi, Kazunori Sasaki, Hajime Sato, Daniel P. Glavin, Jason P. Dworkin, Hiroshi Naraoka, Shogo Tachibana, Hisayoshi Yurimoto, Tomoki Nakamura, Takaaki Noguchi, Ryuji Okazaki, Hikaru Yabuta, Kanako Sakamoto, Toru Yada, Masahiro Nishimura, Aiko Nakato, Akiko Miyazaki, Kasumi Yogata, Masanao Abe, Tatsuaki Okada, Tomohiro Usui, Makoto Yoshikawa, Takanao Saiki, Satoshi Tanaka, Fuyuto Terui, Satoru Nakazawa, Sei-ichiro Watanabe, Yuichi Tsuda y Equipo de Análisis Inicial de Hayabusa2.
- Institución del primer autor: Instituto de Ciencias de Baja Temperatura (ILTS), Universidad Hokkaido, Japón.
- Estado: Publicado en Nature Astronomy en formato Open Access.
Desde el año 2003 la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) cuenta con un programa de exploración de asteroides. Los asteroides son un tipo de cuerpo menor del Sistema Solar, básicamente rocas (o grupos de rocas) que orbitan al Sol y que tienen tamaños que van desde unos pocos metros hasta unos 1000 km aproximadamente. En mayo del 2003, la sonda Hayabusa (はやぶさ, “Halcón peregrino”) despegó desde el Centro Espacial Uchinoura, cerca de la ciudad de Kimotsuki, con destino al asteroide (25143) Itokawa.
Hayabusa llegó finalmente a su destino en 2005, brindando espectaculares imágenes del asteroide (Figura 1). Además de las imágenes, Hayabusa recogió material de la superficie del asteroide, y luego lo envió de vuelta a la Tierra para su estudio. La capsula con material entró a la atmósfera el 13 de junio del 2010 y fue recuperada en el desierto australiano. A pesar de que por un fallo la nave solo pudo recolectar menos de 1 miligramo de material, éste sirvió para revelar que este tipo de asteroides son el origen de un tipo especial de meteoritos observados en la Tierra, lo que fue suficiente para que la prestigiosa revista Science nombrara este descubrimiento como el segundo más importante del 2011.
Sin embargo, JAXA fue por más. En diciembre del 2014 fue lanzada la sonda Hayabusa 2, la continuación del programa de investigación de asteroides. En este caso, el destino fue el asteroide (162173) Ryugu, que fue alcanzado en el 2018. Uno de los objetivos de la misión fue nuevamente recoger material para ser enviado a la Tierra. La capsula con material llegó a finales del 2020, iniciando la etapa de análisis de las muestras. Y vaya si resultó ser un éxito aún mayor que la misión anterior.
La segunda es la vencida
Para evitar que ocurriera el mismo problema que en la misión anterior, Hayabusa 2 tocó la superficie del asteroide en dos ocasiones, y además contó con una cámara que monitoreó la recogida de material (Figura 2, el video completo puede encontrarse en YouTube). La nave consiguió recolectar 5,4 gramos de material, que fueron analizados detalladamente en los laboratorios de JAXA luego de su retorno a la Tierra en diciembre del 2020.
En el artículo de hoy se presentan los resultados de uno de estos análisis, en el cuál se buscaba un tipo especial de compuestos llamados materia orgánica soluble (SOM por sus siglas en inglés). Vayamos por partes: las SOM son compuestos químicos. La parte “orgánica” significa que están compuestas principalmente por cadenas de átomos de carbono, hidrógeno, además de otros elementos. La parte “soluble” significa que se pueden disolver en agua, lo que implica que no pueden disolverse en líquidos grasos como el aceite. Químicamente esto significa que las moléculas que componen este material son polares. Algunos de los ejemplos más conocidos de este tipo de compuestos son aminoácidos y proteínas.
El problema fundamental es que las concentraciones esperadas de este tipo de compuestos son extremadamente bajas (en el orden desde una molécula por cada mil millones a una por cada billón, químicamente 1ppb a 1ppt). Por este motivo en este artículo se utiliza un método desarrollado específicamente para la detección de SOM a concentraciones extremadamente bajas. Esto permitió analizar las muestras en búsqueda de varios tipos de SOM, en particular uracilo. El uracilo (fórmula química C4H4N2O2) es una de las 4 moléculas que conforma el ARN, por lo que es extremadamente importante para la vida. La técnica utilizada consiste en una combinación de espectrometría de masas (usada para buscar moléculas de una determinada masa atómica) y cromatografía líquida (método para separar distintos compuestos de acuerdo a cuánto tiempo tardan en disolverse en un líquido, en este caso agua), y permitió detectar uracilo así como otras 2 moléculas con la misma composición pero diferente forma (isómeros estructurales), denominados 2-ICA y 4-ICA (Figura 3).
Como era esperado, las concentraciones halladas fueron extremadamente bajas (11 y 32 ppb en cada muestra). Se investigó sobre la presencia de otras bases nitrogenadas tanto del ARN como del ADN, pero no se encontró ninguna otra. Si se encontraron otros compuestos orgánicos como niacina (C₆H₅NO₂), también conocida como vitamina B3, y varias moléculas conteniendo átomos de CHNO (Figura 4).
Los mecanismos a través de los cuales estos compuestos se formaron en el asteroide todavía no están claros. La hipótesis principal sugiere que en las etapas tempranas de nuestro Sistema Solar, poco después que el asteroide fuera formado, hielos de compuestos simples fueron bombardeados por radiación muy potente proveniente del joven Sol, lo que hizo que las moléculas que lo conformaban se rompieran en partes más pequeñas, y con el tiempo se recombinaran para formar compuestos más complejos.
De cualquier manera, los resultados de este artículo parecerían indicar que la evolución química de la vida en la Tierra fue fuertemente influenciada por la llegada de este tipo de material. No solo eso, sino que abre una interrogante en la exploración de otros planetas: de ahora en más, encontrar estos compuestos en otros planetas no implica necesariamente que sean originarios, pero podrían haber sido traídos por asteroides que colisionaron con el planeta.
El artículo de hoy nos mostró la importancia que puede haber tenido la llegada de material extraterrestre para la aparición de la vida en la Tierra, pero es tan solo uno de los primeros pasos en esta dirección. En setiembre de este año las muestras recogidas en el asteroide (101955) Bennu por la sonda OSIRIS-REx llegarán a la Tierra, lo que brindará la oportunidad de seguir estudiando sobre este tema, así que ¡manténganse al tanto!
Crédito de la imagen destacada: Gene Wilder en ‘El joven Frankenstein’ (1974) (SBS Movies).
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