Una vez fuimos hielo c¨®smico: as¨ª se forma el material que constituye la vida

Aunque a simple vista las nubes, r¨ªos y oc¨¦anos nos den una apariencia de un planeta Tierra rebosante de agua, las apariencias enga?an. Como en casi todo, nada es lo que parece si cambiamos el modo de mirar. Las condensaciones de agua en la atm¨®sfera, los oc¨¦anos profundos, los continentes de hielo, en realidad no representan apenas nada de lo que pudo haber sido si nuestro planeta estuviese colocado un poco m¨¢s en las afueras del Sistema Solar. Aunque tambi¨¦n hay que decir que en ese caso nosotros, probablemente, no estar¨ªamos aqu¨ª. Pero esa es otra historia.

Cuando la Tierra se estaba formando, la mayor parte del agua se perdi¨® al espacio. Solo una parte de cada 1.000 acab¨® aqu¨ª. Si la historia hubiese sido escrita de otro modo, esos oc¨¦anos de kil¨®metros de profundidad, los grandes desconocidos de nuestro planeta, estar¨ªan todav¨ªa mucho m¨¢s llenos. Pero vamos a lo que nos incumbe ahora. ?C¨®mo se forma el agua? ?De d¨®nde viene?

El viaje que ha hecho el agua para llegar hasta nosotros quiz¨¢s sea uno de los m¨¢s largos y complejos jam¨¢s realizados. Comienza en el lugar donde se forman las estrellas. Y ah¨ª precisamente es d¨®nde yo, si fuese escritora de otro tipo de relato, empezar¨ªa un cuento porque me parece el nombre de lugar m¨¢s bonito del mundo, que digo del mundo, del Universo: el lugar donde se forman las estrellas. En mi cuento las estrellas tendr¨ªan escondrijos, lugares oscuros y fr¨ªos donde se acurrucar¨ªan todas juntas para poder crecer lejos de los adultos que les vendr¨ªan a molestar con sus luces para preguntarles qu¨¦ est¨¢n haciendo.

Y en esos lugares empezar¨ªan a hacerse grandes y a jugar a que les salen planetas como quien se pone un hulla-hop. Y ahora es cuando esto se pone todav¨ªa mejor porque estos sitios, en realidad, son nubes. Nubes hechas de mol¨¦culas, mayoritariamente de hidr¨®geno (con 2 ¨¢tomos de hidr¨®geno), y adem¨¢s son los lugares m¨¢s fr¨ªos y oscuros del universo. Lo que hay en estos lugares no tiene forma todav¨ªa, es simplemente material que est¨¢ siendo compactado porque es precisamente cuando se enfr¨ªa cuando se deja apretujar por la gravedad. Cuando est¨¢ caliente, el material que hace el mundo es bastante desabrido y no se deja acumular, digamos que mantiene la distancia de seguridad.

Adentr¨¦monos ahora en el centro de la nube, el lugar donde est¨¢ siendo comprimida, ah¨ª la temperatura es muy baja. Estamos hablando de pocos grados por encima del cero absoluto que en la escala de las personas normales significa muy fr¨ªo, unos -250 grados en la escala Celsius. La temperatura es simplemente una medida estad¨ªstica, un promedio, en este caso de la velocidad. La temperatura nos permite, en el mundo de las cosas grandes, medir el movimiento promedio o velocidad de las cosas peque?as y que las nubes est¨¢n fr¨ªas significa que pr¨¢cticamente no hay movimiento, que las part¨ªculas est¨¢n quietas y adem¨¢s cada tipo de part¨ªcula se mueve de manera diferente. Las m¨¢s grandes se mueven menos: el mundo micro y el mundo macro en este sentido no se diferencian demasiado. En estas regiones, una de cada 100 part¨ªculas es s¨®lida y es m¨¢s grande que las dem¨¢s. Y por grande estamos refiri¨¦ndonos a algo que tiene el tama?o de un virus, como mucho de una bacteria. En la superficie de estos peque?os granos que llamamos polvo es donde comienza el viaje del agua en el universo.

La part¨ªcula de polvo est¨¢ pr¨¢cticamente quieta, como esperando. Entonces algo la golpea. Es un ¨¢tomo de ox¨ªgeno que adem¨¢s se le queda pegado. Tengamos en cuenta que en todo un d¨ªa una part¨ªcula de polvo puede recibir una colisi¨®n: a eso se le llama tener paciencia. Como hay muchos m¨¢s ¨¢tomos de hidr¨®geno, golpean con m¨¢s frecuencia, pero como son peque?os y escurridizos no se quedan adheridos inmediatamente, tenemos que invocar al efecto t¨²nel de la mec¨¢nica cu¨¢ntica para que puedan tocar la superficie. Entonces, si cuando ¨¢tomos de hidr¨®geno encuentran dos veces al ox¨ªgeno surge la chispa, se habr¨¢ formado una mol¨¦cula de agua en forma de hielo: hielo de agua.

Todo el proceso es incre¨ªblemente lento por las temperaturas que estamos manejando, pero no hay otra manera de hacer agua de manera eficiente y con mucha probabilidad la mayor¨ªa del agua en el universo se ha formado de esta manera. Golpe a golpe, colisi¨®n a colisi¨®n, en la superficie de esos granos tan peque?os como una millon¨¦sima de cent¨ªmetro se va formando una cubierta de hielo que va creciendo. Esos granos de polvo est¨¢n compuestos de silicio, carbono y aluminio y no son diferentes de los que encontramos en la playa, solo que son m¨¢s peque?os.

Hemos empezado con el ox¨ªgeno, pero si empezamos con el carbono en el polvo y vamos a?adiendo hidr¨®geno tendremos metano. Si la temperatura y la presi¨®n de la nube cambian, que lo hacen, con el tiempo tambi¨¦n lo hace el tipo de hielo que se construye. A menudo crece primero el hielo de agua y el de di¨®xido de carbono y despu¨¦s crece una gruesa capa de mon¨®xido de carbono y m¨¢s tarde viene el metanol, el alcohol m¨¢s sencillo. En millones de a?os, ¨¢tomo a ¨¢tomo, la mota de polvo construye una cubierta de hielo que eventualmente es m¨¢s grande que la mota de polvo original. Ahora est¨¢ cubierta del material que constituye la vida. Este es nuestro origen, una vez fuimos hielo, forjado en diminutos territorios microsc¨®picos suspendidos en el espacio a miles de a?os luz de distancia.

Cuando la luz infrarroja atraviesa estos ¡°copos de nieve¡± interestelar hace vibrar a las mol¨¦culas de hielo que absorben parte de la luz, alterando sus modos de vibraci¨®n. Los experimentos de laboratorio muestran que al hacer incidir luz ultravioleta (de estrellas masivas cercanas) en hielos muy sencillos que contienen agua, carbono y nitr¨®geno forman un lodo org¨¢nico que quiz¨¢s no puede hacerse de ning¨²n otro modo. Este lodo ha podido llegar a la tierra joven a partir de cometas y form¨® la base de la abiog¨¦nesis, la emergencia natural de vida a partir de la no vida. Cientos de horas del primer a?o del JWST usar¨¢n NIRCAM, NIRspec y MIRI (instrumentos que han contado con una importante contribuci¨®n de la comunidad espa?ola en su construcci¨®n y desarrollo) para entender el hielo c¨®smico y determinar cu¨¢nto sobrevive en discos hasta llegar la superficie caliente de un nuevo mundo.

Vac¨ªo C¨®smico es una secci¨®n en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista cient¨ªfico sino tambi¨¦n filos¨®fico, social y econ¨®mico. El nombre ¡°vac¨ªo c¨®smico¡± hace referencia al hecho de que el universo es y est¨¢, en su mayor parte, vac¨ªo, con menos de un ¨¢tomo por metro c¨²bico, a pesar de que en nuestro entorno, parad¨®jicamente, hay quintillones de ¨¢tomos por metro c¨²bico, lo que invita a una reflexi¨®n sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La secci¨®n la integran Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez, investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa; Patricia S¨¢nchez Bl¨¢zquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa.

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