Investigadora UA estudia el origen de las moléculas presentes en el Universo

384 mil kilómetros nos separan de la Luna, nuestro satélite natural. Un viaje que equivale a recorrer la distancia entre Santiago y Paris unas 16 veces, pero ida y vuelta. Algo quizás un poco más fácil de asimilar que los varios meses que tardaríamos en llegar a Marte a bordo de una nave, solo para intentar corroborar la presencia de agua, pero sin la certeza de retornar, y sin contar, además que, en cualquiera de estos tránsitos espaciales, nos encontraríamos en nuestro camino con una gran diversidad de materia sólida y gaseosa.

Este simple ejercicio nos acerca a la idea de lo que enfrentamos como seres humanos cuando tratamos de conocer nuestro colosal universo, que sin exagerar nos ha definido como una pequeña gota en la inmensidad de un océano que hemos tratado de comprender por siglos.

Por ello, adentrarse en la formación del universo, a través del estudio de los elementos químicos presentes en el espacio exterior y, con ello, acercarse de un modo u otro al origen de la vida, debe ser una de las tareas más apasionantes que un científico o investigador tiene la oportunidad de abordar en Chile, la capital mundial de la astronomía.

Justamente esa, es parte de la tarea que lleva adelante el grupo de Astroquímica Cuántica, encabezado por la Dra. Natalia Inostroza, docente investigadora del Instituto de Ciencias Químicas Aplicadas (ICQA) de la Universidad Autónoma de Chile.

“La Astroquímica Cuántica es una línea de investigación sin precedentes en Chile, que incluye el estudio de diversas poblaciones moleculares en sus formas neutras, catiónicas, aniónicas relevantes para las ciencias del espacio a nivel nacional y mundial”, nos explica la Doctora en Fisicoquímica Molecular.

Formación de la materia interestelar

Actualmente, la Dra. Inostroza desarrolla un proyecto Fondecyt denominado “Astroquímica: Mecanismos de formación y destrucción en moléculas interestelares. Estudio químico teórico”, tras  concluir los dos postdoctorados que realizó; uno en el CSIC en Madrid, España y el otro, nada menos que en el NASA Ames Research Center, en Mountain View, California.

“El espacio entre las estrellas no está vacío. Aproximadamente un 10% de la materia existente en el universo pertenece al espacio contenido entre ellas y es conocido como Medio Interestelar (MI). Este medio está compuesto de polvo y gas que se concentra en grandes nubes interestelares. En nuestra Galaxia estas nubes interestelares son distribuidas a lo largo de una capa delgada fuera de la estructura espiral de la Galaxia. Esta materia interestelar equivale a 2.000 billones de veces la masa de la tierra o bien a 5.000 millones de veces la masa del sol”, detalla la investigadora, en un intento de que podamos asimilar sus dimensiones.

Añade que “durante los últimos 20 años se han detectado en el espacio alrededor de 170 especies químicas, desde H2 hasta moléculas complejas de 13 átomos. Varias moléculas prebióticas, como el glicoaldehido, la urea y diferentes alcoholes y éteres, se han postulado también como posibles precursores de moléculas asociadas con la vida”, subrayando que “también estos hallazgos están relacionados con la continua búsqueda de la glicina (H2NCH2COOH) cuya detección ha sido ya confirmada, no sin presentar detractores, dada su relación con el origen de la vida”.

En este marco, la docente de la Facultad de Ingeniería señala que “nuestra hipótesis central es explicar cómo estas especies químicas se han formado en el universo -lugar desde el cual emiten energía-, tanto por reacciones en fase gaseosa como a través de reacciones en fase sólida (sobre el grano de polvo interestelar)”, precisando que “los cálculos permiten determinar con razonable precisión estructuras estables, propiedades y procesos moleculares, evaluar e interpretar datos experimentales, e incluso direccionar la investigación experimental”.

Según la investigadora, “estos estudios son útiles para determinar la naturaleza de las interacciones entre gas y polvo, así como también para proveer información acerca de la naturaleza y origen de las diferentes moléculas existentes en nuestro universo”.

Sostiene que “hoy por hoy, se hace imprescindible la colaboración entre grupos de Astrofísica Molecular, Espectroscopia y Química Cuántica, para la predicción y posterior detección de nuevas especies interestelares”, además de “continuar progresando en el desarrollo de nuevas metodologías espectroscópicas y aplicación de sofisticadas herramientas ab-initio, que nos permitirán comprender y analizar datos para resolver nuevas problemáticas”.

Destaca que “hoy en día se están obteniendo resultados punteros provenientes del proyecto ALMA en el norte de Chile, razón por la cual estas temáticas se vuelven aún más relevantes para nuestra comunidad científica”, al tiempo que “representan un desafío para los físico-químico experimentales y teóricos, donde falta mucho por hacer en esta incipiente línea de investigación que actualmente se desarrolla con una fuerte colaboración internacional”.

I Escuela Hispano-Chilena de Astroquímica

Respecto al trabajo que desarrolla el grupo de Astroquímica Cuántica -que lidera como investigadora principal- la Dra. Inostroza explicó que “abordamos la caracterización y predicción espectroscópica rovibracional de especies relevantes en la astrofísica y astroquímica que aún no han sido detectados, utilizando las herramientas de la química cuántica”.

Agregó que “también hemos participado en la asignación de bandas moleculares no identificadas dentro de un espectro provenientes de datos del interferómetro ALMA (banda 7 (a 345 GHz)) para el flujo molecular G331.512-0.103, uno de los más luminosos en nuestra galaxia”.

Sin embargo, uno de los asuntos que los tiene más ocupados actualmente es la organización de la Primera Escuela Hispano-Chilena de Astroquímica, que se realizará en el Observatorio del Cerro Calán de la Universidad de Chile, entre el 9 y 13 de mayo próximo, para lo cual están afinando todos los detalles.

Número del Proyecto: Fondecyt 11140770

Monto asignado: $ 105.000.000

Duración: 3 años

Universidades incorporadas: Universidad Autónoma de Chile