EN EL ESPACIO, GANA LA MOLÉCULA MENOS ESTABLE
Muchas moléculas halladas en el espacio están formadas solo por cuatro elementos: hidrógeno, carbono, nitrógeno y oxígeno, los ladrillos de la química orgánica y prebiótica. Dispuestos de la forma adecuada, pueden formar el enlace peptídico, –C(=O)–N(–H)–, que une los aminoácidos en las proteínas. Los autores ven en el grupo isocianato, –N=C=O, su subestructura esencial: la misma cadena N–C–O. De las más de 350 moléculas identificadas entre las estrellas, solo cinco lo contenían, entre ellas el ácido isociánico, HNCO.
Dos maneras de añadir un protón
El ácido isociánico puede captar un protón adicional en dos lugares. En el nitrógeno, se convierte en H₂NCO⁺, la disposición más estable, ya detectada en el espacio. En el oxígeno, se convierte en HNCOH⁺, un isómero (los mismos átomos, con otra disposición) que tiene una energía más alta, en 18 kilocalorías por mol: la energía de un gas a unos 9.000 kelvin, muy lejos del centenar de kelvin de la nube.
La teoría y el laboratorio sugerían que la segunda forma no debería ser rara. Cálculos recientes de la reacción entre el ion H₃⁺ y el HNCO, que se considera una de las principales vías de formación de estos iones, hallaron que produce HNCOH⁺ alrededor del 80 % de las veces. En un experimento de laboratorio, el HNCOH⁺ era dos veces más abundante que el H₂NCO⁺. Y una vez formado, el HNCOH⁺ apenas puede transformarse en su gemela estable: se lo impide una barrera de energía elevada. Sin embargo, nadie lo había visto nunca en el espacio.
Una nube sacudida por colisiones
Marta Rey-Montejo, del Centro de Astrobiología de España, y sus colegas de España, Alemania, Japón, Estados Unidos y Chile observaron en dirección a G+0.693-0.027, una nube molecular cercana al centro de la Vía Láctea. Ondas de choque a gran escala, probablemente debidas a una colisión entre nubes, arrancan material de los mantos helados y de los núcleos de los granos de polvo y lo liberan en el gas. Eso convierte a la nube en uno de los lugares más prolíficos para descubrir moléculas nuevas.
Utilizaron un sondeo ultraprofundo de la nube realizado con tres radiotelescopios (las antenas Yebes de 40 metros, IRAM de 30 metros y APEX), que cubre casi 150 GHz de frecuencias entre 31 y 275 GHz.
Siete líneas, una molécula
Una molécula que gira en el espacio emite en una escalera de radiofrecuencias precisas, cada una de las cuales aparece como un pico estrecho: una línea espectral. Solo los dos peldaños más bajos del HNCOH⁺ se habían medido en el laboratorio, así que el equipo extrapoló el resto. Ocho peldaños caían dentro del sondeo; siete pudieron analizarse, porque el octavo quedaba bajo una línea de la atmósfera terrestre.
Todas encajaban. El ajuste da una densidad de columna de 9,9 × 10¹² moléculas por centímetro cuadrado a lo largo de la línea de visión, una abundancia de unos 7,3 × 10⁻¹¹ respecto al hidrógeno molecular y una temperatura de unos 24 kelvin para la rotación de la molécula. La mayoría de estas líneas no se había medido nunca en ningún laboratorio; a partir de ellas, el equipo obtuvo un primer valor de cuánto se estira la molécula al girar, muy de acuerdo con los cálculos de química cuántica.
Las siete líneas de rotación del HNCOH⁺ en dirección a G+0.693: espectro observado (gris), ajuste para el HNCOH⁺ (rojo), todas las moléculas conocidas (azul). La estructura de la molécula aparece abajo a la derecha. — Figura 1, Rey-Montejo et al. (2026), arXiv:2610.39654.
Gana la gemela menos estable
Con datos más recientes, el equipo volvió a medir también la gemela estable, el H₂NCO⁺: 2,6 × 10¹² por centímetro cuadrado. Eso hace que el HNCOH⁺ sea 3,8 veces más abundante.
Si las dos formas se repartieran simplemente según sus energías, a la temperatura de la nube, de unos 70 a 140 kelvin, el HNCOH⁺ sería más de 20 órdenes de magnitud más escaso que el H₂NCO⁺. En cambio, su abundancia refleja cómo se produce: la reacción que forma estos iones favorece la forma menos estable. Los autores señalan que otras familias de isómeros en el espacio muestran el mismo patrón, con formas de alta energía tan comunes como sus equivalentes estables. Los dos iones difieren también en la rapidez con la que giran: el HNCOH⁺ parece más caliente que el H₂NCO⁺ (unos 24 frente a 9 kelvin, mientras que el propio gas está a unos 70 a 140 kelvin). Una posible razón, sugieren los autores: el HNCOH⁺ es menos polar, así que cede con menos facilidad su energía de rotación en forma de ondas de radio, y los choques con el gas lo mantienen girando más deprisa.
Seis moléculas, y subiendo
El HNCOH⁺ es la sexta molécula hallada en el espacio que contiene el grupo isocianato. Los autores piden un estudio de laboratorio específico para cartografiar su espectro de rotación completo. Su lección más general trata de cómo funciona la química entre las estrellas: allí, la disposición de átomos más estable no es necesariamente la más común; lo que cuenta es el camino por el que nace una molécula.