Química cósmica sorprendente con posibles aplicaciones terrestres

MadridInvestigadores del Wellesley College están analizando cómo los rayos cósmicos que atraviesan partículas de hielo generan electrones de baja energía. Estos electrones contribuyen a la formación de moléculas prebióticas, esenciales para el desarrollo de la vida. Kennedy Barnes, estudiante de licenciatura, presentará los hallazgos del equipo en la reunión de otoño de la Sociedad Americana de Química.

Investigadores partieron de una idea interesante: los electrones de baja energía podrían ser más importantes que los fotones en causar reacciones químicas que crean moléculas prebióticas en el espacio. Esta idea surgió al darse cuenta de que los rayos cósmicos producen más electrones que fotones cuando atraviesan el hielo cósmico. Para comprobar esto, los científicos recrearon las condiciones espaciales en un laboratorio para ver si la teoría era correcta. Lo hicieron de esta manera:

• Utilizaron una cámara de ultra alto vacío con un sustrato de cobre ultrapuro enfriado a temperaturas ultrabajas.
• Un cañón de electrones produjo electrones de baja energía para el bombardeo.
• Una lámpara de plasma impulsada por láser generó fotones de baja energía.
• Luego, los investigadores observaron las reacciones químicas en películas de hielo a nanoescala.

Científicos han descubierto que los electrones de baja energía pueden crear moléculas importantes de manera más eficiente de lo que se pensaba antes. Este nuevo conocimiento podría cambiar nuestra comprensión sobre cómo se forman los componentes básicos de la vida en la Tierra y en lugares helados como Europa, una luna de Júpiter.

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En la Tierra, estos descubrimientos tienen aplicaciones prácticas. Los electrones de baja energía pueden generar moléculas reactivas como el peróxido de hidrógeno y radicales hidroxil a través de la química de la radiación y la descomposición del agua. Estas moléculas resultan perjudiciales para el medio ambiente y la salud humana. Al entender cómo se forman, podemos desarrollar mejores métodos para limpiar el entorno y mejorar tratamientos médicos como la radioterapia para el cáncer.

El equipo de Barnes está haciendo más que simular. Están probando varios tipos de películas de hielo y explorando diferentes tipos de químicas primitivas, lo cual podría ayudarnos a entender cómo se forman las moléculas que sustentan la vida.

Este estudio representa un avance significativo en nuestra comprensión de la astroquímica. Al incluir electrones de baja energía en sus modelos, los investigadores pueden simular mejor los procesos químicos en los hielos espaciales. La colaboración con laboratorios internacionales está impulsando aún más el progreso, y Barnes se refiere a esto como una nueva era espacial. Respaldada por múltiples subvenciones y fundaciones, se espera que esta investigación conduzca a nuevos descubrimientos tanto en la química espacial como en la terrestre.