Desde la inmensidad del espacio interestelar hasta el diminuto reino de los átomos: los investigadores han utilizado microscopios avanzados para revelar las huellas químicas y moleculares del sistema solar primitivo dentro del meteorito Winchcomb recientemente descubierto. Los meteoritos son los componentes básicos del sistema solar y proporcionan información importante sobre los ingredientes que formaron los planetas, incluido el nuestro. La investigación llevada a cabo por instituciones asociadas, incluida la Universidad de Leeds, lo ha logrado.
Una rara clase de meteoritos conocidos como meteoritos carbonosos, que son ricos en sustancias químicas como carbono y nitrógeno, probablemente desempeñaron un papel clave en el suministro de agua y moléculas orgánicas a la Tierra primitiva.
Winchcombe es un meteorito carbonoso. Se ha observado ampliamente que cayó en el Reino Unido en febrero de 2021 y las primeras muestras se recolectaron unas 12 horas después del aterrizaje. Como tal, brinda a los científicos la oportunidad de estudiar la composición orgánica del sistema solar primitivo sin los graves efectos de alteración terrestre que normalmente afectan los estudios de meteoritos.
Análisis y descubrimiento a nanoescala
Un equipo multidisciplinario de científicos de las Universidades de Leeds, Manchester y York, en colaboración con colegas del Museo de Historia Natural de Londres, Diamond Light Source, el Instituto Max Planck de Química de Mainz y dirigido por la Universidad de Münster en Alemania, ha realizado el primer análisis en profundidad de la materia orgánica en el meteorito Winchcomb a nanoescala.
Utilizaron uno de los microscopios electrónicos más potentes del mundo en la instalación SuperSTEMF en Dallesbury, Cheshire, para correlacionar de forma única los datos de radiación sincrotrón con información espectroscópica de ultra alta resolución sobre la naturaleza de los grupos químicos funcionales presentes en la materia orgánica.
Esta imagen muestra esquemáticamente cómo se pueden extraer secciones extremadamente delgadas de meteoritos con gran precisión para permitir un examen más detallado de regiones de interés ricas en sustancias químicas de carbono bajo un haz de rayos X (en Diamond Light Source) o bajo un microscopio electrónico (en SuperSTEM). Fuente: D.M. Kepaptsoglou, SuperSTEM
Esto permite una detección in situ convincente de moléculas biológicamente relevantes que contienen nitrógeno, incluidos aminoácidos y nucleobases, que son los componentes fundamentales de proteínas grandes y complejas utilizadas en biología.
La investigación muestra que Winchcomb todavía contiene moléculas orgánicas extraterrestres primitivas que pueden haber sido cruciales para el surgimiento de la vida en la Tierra primitiva.
Los hallazgos fueron publicados en la revista Nature Communications.
Quentin Ramasse, profesor de Microscopía Electrónica Avanzada en la Facultad de Química e Ingeniería de Procesos de la Universidad de Leeds y jefe del grupo de microscopía electrónica del Laboratorio SuperSTEM, dijo: "Este trabajo demuestra que los avances recientes en la instrumentación de microscopía electrónica, incluidas fuentes monocromáticas de electrones de alta resolución de energía y nuevos diseños de detectores altamente sensibles, nos permiten analizar materia orgánica extraterrestre con una resolución y eficiencia sin precedentes. Esto abre nuevas vías para el estudio futuro de estos materiales utilizando materiales compactos y de fácil acceso instrumentos de microscopía electrónica y radiación sincrotrón."
Tecnología de vanguardia e impacto futuro
Christian Vollmer, investigador principal de la Universidad de Münster que dirigió el estudio, dijo: "Es muy emocionante poder identificar moléculas biológicamente relevantes como aminoácidos y nucleobases en Winchcomb sin utilizar ningún método de extracción química, especialmente porque pudimos resaltar la variación espacial de las concentraciones locales de estas moléculas en la nanoescala. Esto muestra que nuestro método permite mapear la química funcional en los meteoritos, incluso si el tamaño de los dominios orgánicos es muy pequeño y la abundancia de los compuestos es muy bajo."
Los investigadores utilizaron el Laboratorio SuperSTEM, el centro nacional de investigación de microscopía electrónica avanzada del Reino Unido, apoyado por el Consejo de Investigación Física y de Ingeniería del Reino Unido (EPSRC). La instalación cuenta con algunos de los equipos más avanzados del mundo para estudiar la estructura atómica de la materia y se gestiona con el apoyo de un consorcio académico liderado por la Universidad de Leeds (que también incluye las universidades de Manchester y York, así como las universidades de Oxford, Glasgow y Liverpool, que participan en el proyecto).
Se pueden extraer secciones muy delgadas del meteorito con gran precisión bajo un haz de rayos X (Diamond Light Source) o bajo un microscopio electrónico (SuperSTEM), apuntando a áreas de interés ricas en sustancias químicas carbonosas para un examen más detallado.
La Dra. Ashley King, investigadora del Museo de Historia Natural que recolecta el meteorito Winchcomb, dijo: "Nuestras observaciones muestran que Winchcomb es un miembro importante de la colección de meteoritos carbonosos. Su composición original proporciona un nuevo avance en nuestra comprensión de las moléculas orgánicas en el sistema solar primitivo".
Compilado de: ScitechDaily