Mucho antes de que existieran océanos, bosques o una atmósfera respirable, la Tierra recibió una lluvia constante de polvo procedente del espacio. En esos granos minúsculos viajaban carbono, nitrógeno y otros elementos clave para la vida. La gran pregunta sigue siendo la misma: ¿cómo se formaron exactamente esos ingredientes antes de llegar aquí?
Un nuevo trabajo liderado por la doctoranda Linda R. Losurdo en la Universidad de Sídney ha dado un paso importante para responderlo. El equipo ha conseguido fabricar en el laboratorio un análogo de ese polvo cósmico y, lo más interesante, ha encontrado una manera de “leer” en su estructura qué procesos físicos lo han moldeado. El estudio se ha publicado a finales de enero de 2026.
El polvo de estrellas como archivo químico
El polvo cósmico no es simple suciedad flotando en el espacio. Está hecho de redes orgánicas amorfas ricas en carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, los conocidos elementos CHON, que aparecen una y otra vez en las moléculas asociadas a la vida. Según el propio artículo, estos granos se pueden describir como “una red amorfa unida covalentemente, cuya estructura refleja las influencias clave de su formación”.
Esos granos se forjan en entornos extremos, como las envolturas de estrellas gigantes rojas o los restos de supernovas. Después viajan por el medio interestelar, se integran en nubes de gas y polvo y terminan formando parte de cometas y asteroides. Una fracción de ese material acabó cayendo sobre la Tierra primitiva, aportando una química rica mucho antes de que hubiera vida.
El problema es que, al analizar muestras reales, es muy difícil saber qué fue más importante en su historia. ¿Los impactos de partículas energéticas? ¿Largos periodos de calentamiento cerca de una estrella? Hasta ahora, ambas huellas se mezclaban en un mismo grano de polvo.
Recrear el espacio en un frasco de vidrio
El experimento de Losurdo y su director de tesis, David R. McKenzie, parte de una idea sencilla en apariencia: recrear un trocito de espacio dentro de un reactor de vidrio. Para ello, primero evacuaron casi todo el aire hasta alcanzar presiones parecidas a las del espacio interestelar. Después introdujeron una mezcla rica en carbono formada por nitrógeno, dióxido de carbono y acetileno.
La clave vino con la aplicación de unos 10 000 voltios entre los electrodos del reactor. Esa diferencia de potencial generó un plasma, un estado de la materia en el que las moléculas se rompen y recombinan sin parar. Con el paso del tiempo, los productos de esas reacciones se fueron depositando como una fina capa de polvo sobre pequeñas obleas de silicio colocadas en el interior.
El resultado son redes orgánicas amorfas muy parecidas a las que se han identificado en meteoritos y cometas. Los autores señalan que este tipo de materiales “unifican ideas previas sobre el polvo cósmico al abarcar características de distintos tipos de compuestos orgánicos”, como PAH, tholins y nanopartículas mixtas alifáticas y aromáticas.
Bombardeo iónico frente a calentamiento suave
La gran aportación del trabajo está en separar dos procesos físicos que, en el espacio, actúan al mismo tiempo. Por un lado, el bombardeo iónico, cuando una partícula muy energética golpea un grano de polvo y provoca un pico de temperatura breve y localizado, un “evento de pico térmico fuera del equilibrio”, en palabras del propio estudio. Por otro, el recocido térmico, un calentamiento más lento y uniforme que se produce cuando el polvo permanece cerca de una fuente de calor durante largos periodos.
En el laboratorio, el equipo pudo controlar ambos efectos por separado. Ajustaron la intensidad del bombardeo durante la síntesis y, después, sometieron las muestras a distintos tratamientos térmicos. Las imágenes de microscopía electrónica muestran que, con bombardeos intensos, las partículas tienden a compactarse y suavizar su superficie, mientras que los recocidos suaves conservan una textura más rugosa y agregada.
En cierto modo, es como comparar lo que le pasa a una superficie si la acercamos un instante a un soplete o si la dejamos horas al horno a temperatura moderada. El material final puede tener los mismos elementos, pero la organización interna es muy distinta.
La huella infrarroja y las matemáticas
Para ir más allá de las imágenes, el equipo registró 72 espectros de infrarrojo de las distintas muestras obtenidas. En ellos aparecen las “huellas dactilares” de los enlaces entre carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Vista a simple vista, la mayoría de las curvas se parecen bastante a las observadas en polvo cósmico real.
La pregunta era si se podía saber, solo a partir de esos espectros, qué proceso había dominado en cada caso. Ahí entra en juego el análisis de componentes principales, una técnica estadística más habitual en economía o biología que en astroquímica. Aplicada a estos datos, permitió separar patrones.
El propio artículo concluye que “el primer componente principal se correlaciona con la intensidad del bombardeo iónico durante la síntesis y el segundo con la temperatura de recocido”. Es decir, cada espectro se puede situar en un mapa que indica cuánto “soplete” y cuánto “horno” ha visto ese polvo a lo largo de su historia.
Qué nos dice sobre la Tierra primitiva
Más allá de la técnica, las implicaciones son claras. Entre hace unos 3 500 y 4 500 millones de años, la Tierra recibió grandes cantidades de material extraterrestre procedente de cometas, asteroides y polvo interplanetario. Muchos de esos granos ya contenían redes orgánicas complejas antes de tocar la superficie de nuestro planeta.
El nuevo trabajo sugiere que los procesos violentos, como el bombardeo iónico en entornos estelares, favorecen estructuras ricas en anillos aromáticos y enlaces más estables, mientras que el calentamiento prolongado tiende a eliminar grupos frágiles. En la práctica, esto significa que parte del material que cayó sobre la Tierra ya estaba químicamente “maduro”, listo para participar en reacciones más complejas en cuanto tuvo acceso a agua líquida y a las condiciones adecuadas.
Los autores apuntan que las curvas obtenidas pueden convertirse en herramientas diagnósticas para interpretar muestras reales de asteroides cercanos, como Bennu, o Ryugu, y para analizar a distancia regiones de formación estelar con los grandes telescopios actuales.
En definitiva, recrear polvo cósmico en un laboratorio terrestre no es un simple ejercicio de física exótica. Es una forma de reconstruir los primeros pasos de la química que, miles de millones de años después, hizo posible que hubiera vida sobre la superficie de este planeta.
El estudio ha sido publicado en la revista The Astrophysical Journal.
Foto: Fiona Wolf / University of Sydney
