La NASA descubre en una luna de Saturno, una química imposible en la Tierra

Imagina un laboratorio gigante, a millones de kilómetros de la Tierra, donde las temperaturas bajan hasta −180 °C y ríos de metano y etano fluyen bajo un cielo teñido de naranja. Ese mundo es la mayor luna de Titán (relacionada con el planeta Saturno) y ahora, un nuevo estudio demuestra que allí ciertas moléculas mezclan comportamientos que creíamos imposibles.

El hallazgo, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), revela que en Titán el ácido cianhídrico (HCN) puede “aliarse” con gases como el metano o el etano para formar estructuras sólidas y estables, una especie de cristal mixto. Lo sorprendente es que, en la Tierra, esas sustancias no deberían mezclarse de manera natural.

En química hay una norma que se enseña desde el principio: “lo igual se mezcla con lo igual”. Es decir, las moléculas con carga se “entienden” entre sí, como el agua y el alcohol; y las que no tienen carga prefieren juntarse entre ellas, como el aceite y la grasa. Mezclar ambos mundos suele ser tan difícil como intentar unir agua y aceite en un vaso.

Pero este estudio muestra que, en el frío extremo de Titán, esa regla se rompe: el agua y el aceite del espacio logran convivir, uniendo lo que en la Tierra se mantendría separado. "Este trabajo revela una sorprendente excepción a la regla bien establecida en química de que los compuestos polares y no polares no se mezclan espontáneamente”, señala Martin Rahm, líder del estudio, en un comunicado.

En el experimento, el equipo de Rahm combinó HCN con metano y etano y observaron cambios en sus modos vibratorios y comprobaron mediante simulaciones que esos “co-cristales” podían formarse y mantenerse en las condiciones de Titán.

¿Por qué importa la vida y la exploración espacial? Este descubrimiento no solo cambia una regla de química, sino que abre nuevas puertas a la astrobiología. HCN es una molécula clave en los experimentos de origen de la vida: se considera precursora de nucleobases y aminoácidos. Si en Titán o en otros mundos helados, HCN puede mezclarse con hidrocarburos de formas inesperadas, ello sugiere que la “química previa a la vida” podría comportarse de modos más variados de lo que pensábamos.

"El descubrimiento de esta inesperada interacción – añade Rahm - podría afectar la forma en que entendemos la geología del Titán y cómo las moléculas esenciales de la vida pueden haber surgido en ambientes prebióticos hostiles”.

Aunque el estudio tiene lugar en Titán, sus implicaciones se extienden también a otras lunas heladas como Europa (de Júpiter) o Encélado (también de Saturno) donde la búsqueda de vida se basa en condiciones de químicas poco convencionales.

Los resultados implican que la superficie de los lagos helados de Titán podrían contener compuestos cuya combinación no habíamos contemplado, y que podrían actuar como “semilleros” de química compleja.

Si la química puede comportarse de modos más flexibles, eso cambia la manera en que concebimos dónde y cómo podría originarse la vida. En la Tierra, muchas teorías de origen de la vida implican agua líquida, calor, fuentes hidrotermales. Pero estos entornos extremos (fríos, ricos en hidrocarburos, con química extraña) podrían crear alternativas a ese escenario clásico.

En ese sentido, este estudio amplía el espectro de lo habitable químicamente. ¿Y ahora qué? El camino que abre el estudio es doble. Por un lado, se requieren experimentos más amplios para ver qué otros compuestos podrían formar mezclas inesperadas en entornos helados.

Por otro, se necesitan misiones espaciales, como la misión Dragonfly (NASA) que visitará Titán en 2034, para comprobar in situ si esa química ocurre realmente en el exterior. El propio Rahm, concluye que no es momento de “reescribir todos los libros de química”, pero sí de reconocer que “la frontera se ha desplazado”.