¿Cómo llegaron a la Tierra los componentes moleculares de la vida? Una teoría de larga data es que podrían haber sido transportados por cometas. Ahora, investigadores de la Universidad de Cambridge han demostrado cómo los cometas podrían depositar bloques de construcción similares a otros planetas de la galaxia.
Para liberar material orgánico, los cometas deben viajar relativamente lento, a velocidades inferiores a 15 kilómetros por segundo. A velocidades más altas, las moléculas esenciales no sobrevivirían: la velocidad y la temperatura del impacto harían que se rompieran.
El lugar más probable donde los cometas pueden viajar a la velocidad adecuada son los sistemas tipo “guisantes en una vaina”, donde un grupo de planetas orbitan muy juntos. En un sistema de este tipo, el cometa podría esencialmente pasar o “rebotar” de la órbita de un planeta a otro, ralentizándolo.
A velocidades suficientemente lentas, el cometa se estrellaría contra la superficie de un planeta, liberando las moléculas intactas que los investigadores creen que son las precursoras de la vida. Los resultados, publicados en Proceedings of the Royal Society A, sugieren que tales sistemas serían lugares prometedores para buscar vida fuera de nuestro sistema solar si la llegada de cometas es importante para los orígenes de la vida.
Se sabe que los cometas contienen una variedad de componentes básicos para la vida, conocidos como moléculas prebióticas. Por ejemplo, muestras del asteroide Ryugu, analizadas en 2022, mostraron que transportaba aminoácidos y vitamina B3 intactos. Los cometas también contienen grandes cantidades de cianuro de hidrógeno (HCN), otra importante molécula prebiótica. Los fuertes enlaces carbono-nitrógeno del HCN lo hacen más duradero a altas temperaturas, lo que significa que podría sobrevivir a la entrada atmosférica y permanecer intacto.
“Estamos aprendiendo más sobre las atmósferas de los exoplanetas todo el tiempo, por lo que queríamos ver si hay planetas donde los cometas también puedan transportar moléculas complejas”, dijo el primer autor Richard Anslow del Instituto de Astronomía de Cambridge. “Es posible que las moléculas que condujeron a la vida en la Tierra provinieran de cometas, por lo que lo mismo podría ser cierto para los planetas en otras partes de la galaxia”.
Los investigadores no afirman que los cometas sean necesarios para el origen de la vida en la Tierra o en cualquier otro planeta, sino que querían poner algunos límites a los tipos de planetas donde los cometas podrían transportar con éxito moléculas complejas, como el HCN.
La mayoría de los cometas de nuestro sistema solar se encuentran más allá de la órbita de Neptuno, en lo que se conoce como cinturón de Kuiper. Cuando los cometas u otros objetos del Cinturón de Kuiper (KBO) chocan, la gravedad de Neptuno puede empujarlos hacia el Sol y eventualmente ser atraídos por la gravedad de Júpiter. Algunos de estos cometas atraviesan el cinturón de asteroides y se adentran en el sistema solar interior.
“Queríamos probar nuestras teorías en planetas similares al nuestro, ya que la Tierra es actualmente nuestro único ejemplo de planeta que sustenta vida”, dijo Anslow. “¿Qué tipo de cometas, viajando a qué tipo de velocidad, podrían liberar moléculas prebióticas intactas?”
Utilizando una variedad de técnicas de modelado matemático, los investigadores determinaron que es posible que los cometas liberen las moléculas precursoras de la vida, pero sólo en ciertos escenarios. Para los planetas que orbitan una estrella similar a nuestro propio sol, el planeta debe tener poca masa y es útil que esté en órbita cercana a otros planetas del sistema.
Los investigadores descubrieron que los planetas cercanos en órbitas cercanas son mucho más importantes para los planetas alrededor de estrellas de menor masa, donde las velocidades típicas son mucho más altas.
En tal sistema, un cometa podría ser atraído por la atracción gravitacional de un planeta y luego pasar a otro planeta antes del impacto. Si este “paso del cometa” ocurriera suficientes veces, el cometa se ralentizaría lo suficiente como para que algunas moléculas prebióticas pudieran sobrevivir a la entrada en la atmósfera.
“En estos sistemas tan compactos, cada planeta tiene la posibilidad de interactuar con un cometa y atraparlo”, dijo Anslow. “Es posible que este mecanismo sea la forma en que las moléculas prebióticas terminan en los planetas”.
Para los planetas en órbita alrededor de estrellas de menor masa, como las enanas M, sería más difícil que los cometas entregaran moléculas complejas, especialmente si los planetas están poco empaquetados. Los planetas rocosos en estos sistemas también sufren significativamente más impactos de alta velocidad, lo que potencialmente plantea desafíos únicos para la vida en estos planetas.
Los investigadores dicen que sus resultados podrían ser útiles para determinar dónde buscar vida fuera del sistema solar.
“Es emocionante que podamos empezar a identificar el tipo de sistemas que podemos utilizar para probar diferentes escenarios de origen”, dijo Anslow.
“Es una forma diferente de ver el gran trabajo que ya se ha realizado en la Tierra. ¿Qué vías moleculares condujeron a la enorme variedad de vida que vemos a nuestro alrededor? ¿Hay otros planetas donde existan las mismas vías? Es un momento emocionante, poder combinar avances en astronomía y química para estudiar algunas de las cuestiones más fundamentales de todas”.
Con información de Proceedings of the Royal Society A: Mathematical and Physical Sciences
