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La vitamina B3 de nuestro mundo pudo haberse formado en buena parte sobre granos de polvo helado en el espacio, y después haber sido transportada a la Tierra por meteoritos y cometas, a juzgar por los resultados de una serie reciente de experimentos de laboratorio. La vitamina B3, también identificada como ácido nicotínico o niacina, es un precursor del NAD (nicotinamida adenina dinucleótido), el cual es esencial para el metabolismo y probablemente tiene un origen muy antiguo. Los nuevos resultados respaldan la teoría de que el surgimiento de vida en la Tierra fue posible gracias en parte a sustancias biológicamente importantes formadas en el espacio y suministradas a la Tierra por impactos de cometas y meteoritos.
La placa de aluminio con el material químico depositado sobre ella. (Foto: Karen Smith / NASA Goddard)
El nuevo estudio es un paso más en una línea de investigación cuyo trabajo previo fue un análisis de ciertos meteoritos ricos en carbono. Con dicho análisis, los científicos descubrieron la existencia en tales meteoritos de vitamina B3, la cual estaba presente en niveles que iban desde las 30 a las 600 partes por millar de millones. En aquel trabajo (http://noticiasdelaciencia.com/not/10312/), los investigadores llevaron a cabo experimentos preliminares de laboratorio que mostraron que la vitamina B3 se puede formar a partir de un compuesto orgánico más simple en hielo de dióxido de carbono bajo condiciones como las imperantes en el espacio.
Los nuevos experimentos han hecho más plausibles las simulaciones al añadir hielo de agua en la mezcla y utilizar cantidades más próximas a lo que se espera encontrar en hielos interestelares y de cometas. El equipo de Karen Smith, del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, en Greenbelt, Maryland, Estados Unidos, ha comprobado en los nuevos experimentos que la vitamina se puede formar en una amplia variedad de escenarios en los cuales la abundancia de hielo de agua varió hasta en diez veces.
Los tipos de compuestos orgánicos en estos hielos producidos en el laboratorio coinciden muy bien con lo que se encuentra en meteoritos. Este resultado sugiere que estos importantes compuestos orgánicos en meteoritos pudieron originarse a partir de hielos moleculares simples en el espacio. Este tipo de química podría también ser relevante en los cometas, que contienen grandes cantidades de hielos de agua y de dióxido de carbono. Estos experimentos muestran que la vitamina B3 y otros compuestos orgánicos complejos podrían formarse en el espacio y que es perfectamente verosímil que los impactos de meteoritos y cometas pudieran haber añadido una fuente extraterrestre importante al suministro de vitamina B3 en la Tierra primitiva.
Las estrellas que explotan destruyéndose (supernovas) y los vientos de las estrellas gigantes rojas próximas al final de sus vidas producen enormes nubes de gas y polvo. Los sistemas solares nacen cuando las ondas de choque de vientos estelares y supernovas de las cercanías comprimen y concentran el material de una nube hasta que los “grumos” de esa nube crecen lo suficiente en densidad como para autocomprimirse por efecto de su propia gravedad, convirtiéndose en astros y formando así una nueva generación de estrellas y planetas.
Estas nubes contienen incontables granos de polvo. De la misma manera que se crea escarcha en las ventanas de un automóvil durante las noches frías y húmedas, el dióxido de carbono, el vapor de agua y otros gases forman una capa de escarcha sobre la superficie de estos granos. La radiación en el espacio energiza reacciones químicas en esta capa de escarcha con el resultado de que se forman moléculas orgánicas complejas, incluyendo posiblemente la vitamina B3. Los granos helados acaban siendo incorporados a cometas y asteroides, algunos de los cuales impactan contra planetas jóvenes como la primitiva Tierra, suministrando a estos las valiosas moléculas orgánicas contenidas en ellos.
Los investigadores pusieron a prueba esta teoría simulando el ambiente espacial en el Laboratorio de Hielo Cósmico del Centro Goddard de la NASA. Se empleó una placa de aluminio enfriada hasta alrededor de 253 grados centígrados bajo cero (423 grados Fahrenheit bajo cero) para representar la superficie gélida de un grano de polvo interestelar. La placa fue enfriada en una cámara de vacío para reproducir las condiciones espaciales, y se inyectaron en esta última gases que contenían agua, dióxido de carbono y piridina, donde se congelaron sobre la placa. Esta fue entonces bombardeada con protones a una energía de aproximadamente 1 millón de voltios procedentes de un acelerador de partículas para simular la radiación espacial.
El equipo efectuó un análisis inicial de los contenidos de la capa helada iluminándola con luz infrarroja para identificar patrones de absorción (ciertas moléculas absorben luz infrarroja en frecuencias o colores específicos). La placa fue después calentada a temperatura ambiente para que el residuo de hielo pudiera ser analizado en mayor detalle en el Laboratorio Analítico de Astrobiología del Centro Goddard. El equipo encontró que este experimento produjo una serie de moléculas orgánicas complejas, incluyendo la vitamina B3.
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