Origen de la vidaEl fósforo, desde las estrellas hasta los huesos

El fósforo es mucho más que aquel nombre común de la cerilla, ya pasado de moda. Es un elemento químico indispensable para la vida, una parte crucial del ADN y el ARN así como de otras estructuras básicas de la biología molecular. En el ser humano es el segundo mineral más abundante y constituye el 1% del peso corporal. Por eso no es de extrañar que los investigadores se pregunten de dónde viene y cómo llegó a la Tierra tanta cantidad de fósforo, porque en el Universo su abundancia es mucho menor que en los seres vivos. Ahora, los astrónomos han hallado una posible ruta que va de la síntesis del fósforo en estrellas masivas en tiempos antiguos a su presencia en la Tierra y sobre todo en la vida que alberga.

El trabajo se basa en un estudio a distancia a través del conjunto de telescopios ALMA en una región de formación estelar en la constelación de Auriga así como en las medidas in situ de un cometa por los instrumentos de la sonda Rosetta. Se cree que el fósforo se formó en las estrellas y luego se extendió por el Universo cuando algunas de éstas explotaron en forma de supernova.

El equipo de investigadores, liderado por Víctor Rivilla, encontró que algunas estrellas jóvenes y masivas crean cavidades en la nube interestelar en la que se encuentran y allí se forman moléculas que contienen fósforo, especialmente de monóxido de fósforo. El mecanismo de formación combinaría la radiación con pulsos de energía emanados de la joven estrella.

De allí, las moléculas pueden anclarse en gránulos de polvo helado que lleguen a formar parte de cometas. Según su hipótesis, los elementos básicos de la vida habrían llegado a la Tierra en el bombardeo del naciente planeta por cometas. Cuando Rosetta, de la Agencia Europea del Espacio (ESA) se acercó y acompañó al cometa Churyumov–Gerasimenko a partir de 2014 a lo largo de su máxima aproximación al Sol, se hicieron muchas medidas y se encontraron indicios de fósforo. Ahora, el análisis en profundidad de los datos ha permitido confirmar la presencia de monóxido de fósforo en el cometa.

“La combinación de los datos de ALMA y de Rosetta ha revelado una especie de hilo químico durante todo el proceso de formación estelar, en el que el papel protagonista corresponde al monóxido de fósforo”, explica el italiano Victor Rivilla, que ha dirigido el estudio, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Rivilla recuerda que la vida apareció en la Tierra hace unos 4.000 millones de años, pero que todavía no comprendemos los procesos que la hicieron posible.

“El fósforo es esencial para la vida que conocemos”, señala Kathrin Altwegg, investigadora principal del instrumento Rosina de Rosetta, que hizo las medidas. “Dado que los cometas probablemente trajeron grandes cantidades de compuestos orgánicos a la Tierra, el monóxido de fósforo encontrado en el cometa puede fortalecer el vínculo entre los cometas y la vida en la Tierra”.

El cometa estudiado es de la familia de cometas de Júpiter y tiene un periodo de 6,5 años. Se cree que se acercó mucho al planeta gigante en 1959, lo que cambió su órbita. Tiene un núcleo de dos lóbulos y una dimensión máxima de 4,3 kilómetros. Rosetta mostró que bajo su superficie polvorienta hay material helado que apenas ha sufrido cambios desde que se formó antes que el Sol a partir del disco protoplanetario que dio lugar al Sistema Solar actual, lo que lo convierte en un sujeto ideal para trazar la ruta de los elementos químicos.

Para la observación con ALMA, se utilizaron 40 de sus antenas (situadas en Chile). Los espectros obtenidos mostraron la presencia de fósforo en las paredes de las cavidades citadas, en forma de óxido y de nitruro, lo que confirma que se puede sintetizar en el medio interestelar. Las estrellas no se suelen formar de una en una y el Sol probablemente no fue una excepción, explican los astrónomos del Observatorio Europeo Austral(ESO) y otras instituciones.

El cometa probablemente heredó la composición de la nebulosa en la que se formó, y en ella predomina también el óxido de fósforo, que estaría presente desde entonces dentro del cometa, y además en mayor proporción debido a su falta de reacción con otros elementos, en especial el hidrógeno. En cuanto a cómo llegó a la Tierra en cantidad suficiente para la vida, la concentración de fósforo en la corteza terrestre se estima en 930 partes por millón, aunque en gran parte no se puede utilizar en procesos biológicos porque está encerrado en minerales insolubles. Una fuente adicional serían los meteoritos y los cometas como el que estudió Rosetta de cerca.