The origin of the complex organic materialin precursors of planetary systems

Abstract

Starless and prestellar cores, located inside giant molecular clouds, are the very first stages in the formation of low-mass stars and of their subsequent planetary systems, like our Solars ystem. In this thesis, we explore the level of chemical complexity found in these objects –from their earlier stages in molecular clouds to starless and prestellar cores –, focusing on interstellar complex organic molecules (COMs). These molecules are relevant for the formation of prebiotic molecules, believed to be the precursors of life as we know it on Earth. We try to understand the relevance of the chemistry at these stages in the chemical inheritance of planetesimals and cometesimals to the final planetary system, given that complex organics such as amino acids have been found in bodies of our Solar system like meteorites, asteroid Ryugu and comet 67P/Churyumov-Gerasimenko. For this, we use radio astronomical observations, to detect gas-phase chemical species in the interstellar medium (ISM), and infrared absorption spectra, to observe solid-phase species in the icy layers of interstellar dust grains. To obtain a comprehensive view of how these COMs are formed under interstellar conditions, we also carry out the astrochemical modelling of these regions using two models, MONACO and UCLCHEM...Los núcleos sin estrella y preestelares, ubicados en el interior de grandes nubes moleculares, constituyen las primeras etapas en la formación de estrellas de baja masa y de sus posteriores sistemas planetarios, como nuestro sistema solar. En esta tesis exploramos el nivel de complejidad química encontrado en estos objetos –desde sus primeras etapas en nubes moleculares hasta núcleos sin estrella y preestelares–, centrándonos en moléculas orgánicas complejas interestelares (COMs). Estas son relevantes para la formación de moléculas prebióticas, que se cree que son los precursores de la vida tal como la conocemos en la Tierra. Nuestro objetivo es comprender la relevancia de la química en estas etapas iniciales de la herencia química desde los planetesimales y cometesimales hasta el sistema planetario final, dado que se han encontrado compuestos orgánicos complejos como los aminoácidos en cuerpos de nuestro sistema solar como meteoritos, el asteroide Ryugu y el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Para ello utilizamos observaciones radioastronómicas, que permiten detectar especies químicas en fase gaseosa en el medio interestelar (ISM), y espectros de absorción en el infrarrojo, para observar especies en fase sólida en las capas heladas de los granos de polvo interestelares. Para obtener una visión completa de cómo se forman estas COMs en condiciones interestelares, también hemos llevado a cabo el modelado astroquímico de estas regiones utilizando dos modelos, MONACO y UCLCHEM...