Dinitrilos recién descubiertos en la química del espacio

En el espacio, hay muchos tipos de moléculas. Entre ellas, los Nitrilos son bastante comunes. Tienen un grupo especial llamado grupo nitrilo, que contiene un átomo de carbono triple enlazado a un átomo de nitrógeno (C≡N). Recientemente, los científicos han encontrado nuevos tipos de moléculas llamadas dinitrilos, que tienen dos grupos nitrilo. Este descubrimiento es importante porque puede ayudarnos a aprender más sobre la química que ocurre en el espacio, especialmente en regiones frías como la nube conocida como TMC-1.

#¿Qué son los Dinitrilos?

Los dinitrilos son moléculas que contienen dos grupos nitrilo. Los dos dinitrilos recién descubiertos son malononitrilo y maleonitrilo. El malononitrilo tiene la fórmula CH(CN)2, mientras que el maleonitrilo, que es una versión de la molécula de etileno, tiene la fórmula NC(CH)CH(CN). Estas moléculas se pueden pensar como lo que pasa cuando reemplazamos dos átomos de hidrógeno con dos grupos nitrilo en moléculas más simples como el metano y el etileno.

#Descubrimiento de Malononitrilo y Maleonitrilo

El descubrimiento de estos dinitrilos en TMC-1 se hizo usando datos de un estudio en curso que involucra un gran radiotelescopio. Este telescopio en el Observatorio de Yebes en España está diseñado para detectar varios tipos de señales del espacio. Los investigadores recolectaron datos y encontraron que el malononitrilo está presente en cierta concentración, mientras que el maleonitrilo está en una concentración algo más baja.

#Importancia de los Nitrilos

Los nitrilos son interesantes porque juegan un papel significativo en la química del espacio. Son más comunes que otros grupos funcionales como los grupos hidroxilo (-OH). La presencia de nitrilos indica que la química interestelar a menudo involucra procesos orgánicos. Algunos nitrilos también pueden estar relacionados con la química prebiótica, que es la química que podría llevar a la formación de vida.

#Hallazgos Previos

Antes de este descubrimiento, se sabía que el dinitrilo más simple, el cianógeno, ya se había detectado en regiones frías del espacio. Hallazgos más recientes revelaron otro dinitrilo llamado isocianógeno. Sin embargo, el malononitrilo y el maleonitrilo son nuevas adiciones a la lista de dinitrilos encontrados en el espacio. Su detección muestra que incluso moléculas más complejas pueden existir en nubes frías y densas.

#Metodología de Detección

Para detectar malononitrilo y maleonitrilo, los científicos utilizaron una encuesta llamada QUIJOTE, que significa Inspección Ultranasensitiva en Banda Q hacia el Entorno Oscuro de TMC-1. La encuesta se centró en un rango de longitud de onda específico que es óptimo para detectar las líneas rotacionales de las moléculas. Usando una técnica llamada cambio de frecuencia, los científicos pudieron filtrar el ruido y medir las señales con precisión.

#Análisis de Datos

Las observaciones indicaron la presencia de malononitrilo y maleonitrilo, pero también revelaron que son menos comunes que sus moléculas relacionadas. Por ejemplo, en TMC-1, el malononitrilo es aproximadamente ocho veces menos abundante que otra molécula llamada HCC-CH-CN. De manera similar, el maleonitrilo es aproximadamente tres veces menos abundante que su contraparte.

#Caminos Químicos hacia la Formación

La siguiente pregunta importante es cómo se forman estos dinitrilos en el espacio. Para el maleonitrilo, una posible forma en la que podría formarse es a través de una reacción que involucra otras dos moléculas: CN y CH-CH-CN. Esta reacción parece ser eficiente bajo las condiciones adecuadas, lo que la convierte en una fuente probable de maleonitrilo en TMC-1.

En cambio, la formación del malononitrilo no es tan clara. Aunque se conocen algunas reacciones que podrían crear malononitrilo, a menudo implican barreras de energía que hacen que sea poco probable que sucedan en el frío ambiente de TMC-1.

#El Papel de la Química Fría

Las regiones frías en el espacio pueden tener reacciones químicas muy diferentes en comparación con las que ocurren a temperaturas más altas. A medida que las temperaturas bajan, las reacciones pueden desacelerarse significativamente. Esto significa que ciertos caminos que funcionan bien en entornos más cálidos podrían no ser viables en las nubes frías donde se encontraron el malononitrilo y el maleonitrilo.

#Mecanismos de Formación Potenciales

Los científicos han considerado formas alternativas en las que podría formarse el malononitrilo. Un enfoque prometedor es a través de asociaciones radiativas, que pueden ocurrir rápidamente en condiciones frías. Sin embargo, para que este proceso funcione, la nueva molécula necesitaría estabilizarse rápidamente, lo que podría no suceder si otras reacciones están compitiendo.

#El Desafío de la Detección

Aunque el descubrimiento de estos dinitrilos es significativo, también plantea desafíos. La detección de moléculas en el espacio no es sencilla. Puede haber mucho ruido y señales superpuestas de otras moléculas que dificultan identificar compuestos específicos. Los investigadores tuvieron que analizar cuidadosamente los datos para asegurarse de que estaban identificando las señales correctas.

#Química Interstelar y Importancia Prebiótica

La existencia de malononitrilo y maleonitrilo se relaciona con preguntas más amplias sobre los orígenes de la vida. El malononitrilo, en particular, es interesante porque puede haber sido importante en la formación de los bloques de construcción de la vida en la Tierra primitiva. La presencia de tales moléculas en el espacio sugiere que los ingredientes para la vida podrían encontrarse más allá de nuestro planeta.

#Resumen de Hallazgos

El descubrimiento de malononitrilo y maleonitrilo agrega a nuestra comprensión de la compleja química en el espacio interestelar. Estos dinitrilos no solo son interesantes por sí mismos; también insinúan los procesos que podrían llevar a la formación de moléculas que sostienen la vida. La investigación en esta área continuará arrojando luz sobre cómo la química en regiones frías se relaciona con el potencial de vida en el universo.

#Direcciones Futuras

De cara al futuro, los científicos tienen como objetivo mejorar los métodos de detección y profundizar su comprensión de la química detrás de la formación de tales moléculas. Esto puede involucrar combinar esfuerzos de observación con modelos teóricos que predicen cómo diferentes condiciones en el espacio influyen en las reacciones químicas. Al avanzar tanto en el trabajo observacional como teórico, los investigadores esperan descubrir más sobre la intrincada red de química que existe en el universo.

#Conclusión

Los descubrimientos de malononitrilo y maleonitrilo marcan un paso significativo en el campo de la astroquímica. Su presencia en TMC-1 resalta la riqueza de la química interestelar y las posibles conexiones con los orígenes de la vida. A medida que los investigadores continúan investigando estas y otras moléculas en el espacio, podemos anticipar descubrimientos emocionantes sobre los procesos fundamentales que dan forma a nuestro universo.