Τα δομικά στοιχεία της ζωής δημιουργούνται στα μεσοαστρικά νέφη

Posted on 19/11/2020

0


… πολύ πριν αυτά μετασχηματιστούν σε νέα άστρα και πλανήτες

Το μόριο του αμινοξέος γλυκίνη

Μια ομάδα επιστημόνων απέδειξε ότι η γλυκίνη (C2H5NO2), το απλούστερο αμινοξύ, ένα σημαντικό δομικό στοιχείο των ζωντανών οργανισμών, μπορεί να σχηματιστεί κάτω από τις αντίξοες συνθήκες που επικρατούν στο διάστημα.

Η έρευνά τους που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Astronomy με τίτλο, «A non-energetic mechanism for glycine formation in the interstellar medium», υποδεικνύει ότι η γλυκίνη και πιθανότατα άλλα αμινοξέα σχηματίζονται σε μεσοαστρικά νέφη, πολύ πριν αυτά μετασχηματιστούν σε νέα πλανητικά συστήματα.

Οι κομήτες αποτελούν το πιο «ανόθευτο» υλικό στο ηλιακό μας σύστημα και αντανακλούν την μοριακή σύνθεση που υπήρχε πριν αρχίζουν να σχηματίζονται ο ήλιος και οι πλανήτες.

 Η ανίχνευση της γλυκίνης στο κώμα του κομήτη 67P/Churyumov-Gerasimenko (κώμα=το υλικό που περιβάλλει τον πυρήνα του κομήτη) και σε δείγματα που επέστρεψαν στη Γη από την αποστολή Stardust αποδεικνύει ότι τα αμινοξέα, όπως η γλυκίνη, σχηματίζονται πολύ πριν τα άστρα. Όμως μέχρι τώρα εθεωρείτο πως ο σχηματισμός της γλυκίνης απαιτούσε ενέργεια, θέτοντας σαφείς περιορισμούς στις συνθήκες του περιβάλλοντος σχηματισμού της.

Στη νέα μελέτη αποδεικνύεται διαμέσου της «σκοτεινής χημείας» , ότι είναι δυνατός ο σχηματισμός γλυκίνης στην επιφάνεια των παγωμένων κόκκων σκόνης, χωρίς να χρειάζεται ενέργεια ακτινοβολίας. Τα ευρήματα έρχονται σε αντίθεση με προηγούμενες μελέτες που έδειχναν ότι απαιτείται υπεριώδης ακτινοβολία για την παραγωγή αυτού του μορίου.

Η σκοτεινή χημεία περιγράφει τις χημικές διαδικασίες που πραγματοποιούνται χωρίς να απαιτούν την ενέργεια κάποιας ακτινοβολίας. Στο εργαστήριο οι ερευνητές προσομοίωσαν τις συνθήκες που επικρατούν στα σκοτεινά μεσοαστρικά νέφη. Στους κόκκους των σωματιδίων τους που καλύπτονται από λεπτά στρώματα πάγου, πραγματοποιούνται χημικές αντιδράσεις από τις προσκρούσεις ατόμων, σχηματίζοντας έτσι πολυπλοκότερα μόρια.

Οι επιστήμονες έδειξαν πρώτα ότι είναι δυνατή η «μεσοαστρική» δημιουργία της μεθυλαμίνης, ένα απλούστερο μόριο σε σχέση με την γλυκίνη που εντοπίστηκε στο κώμα του κομήτη 67Ρ. Στη συνέχεια, σε περιβάλλον υψηλού κενού όπως στο διάστημα, χρησιμοποιώντας δέσμες ατόμων κατάφεραν να επιβεβαιώσουν ότι θα μπορούσε επίσης να σχηματιστεί και η γλυκίνη, με την παρουσία νερού-πάγου να είναι απαραίτητη σ’ αυτή τη διαδικασία.

Επιπλέον θεωρητική έρευνα με χρήση αστροχημικών μοντέλων επιβεβαίωσε τα πειραματικά αποτελέσματα και επέτρεψε στους ερευνητές να επεκτείνουν τα δεδομένα που συλλέχθηκαν σε ένα τυπικό εργαστηριακό χρονοδιάγραμμα μιάς μόνο ημέρας σε διαστρικές συνθήκες διάρκειας εκατομμυρίων χρόνων. Έτσι, διαπιστώθηκε ότι μικρές, αλλά σημαντικές ποσότητες γλυκίνης. μπορούν να σχηματιστούν στο διάστημα με την πάροδο του χρόνου

Το σημαντικό συμπέρασμα αυτής της εργασίας είναι ότι μόρια που θεωρούνται ως δομικά στοιχεία της ζωής δημιουργούνται σε ένα στάδιο πολύ πριν από την έναρξη του σχηματισμού άστρων και πλανητών. Ένας τόσο αρχέγονος σχηματισμός της γλυκίνης δείχνει ότι αυτό το αμινοξύ είναι πανταχού παρόν στο διάστημα και διατηρείται στο μεγαλύτερο μέρος του πάγου πριν συμπεριληφθεί σε κομήτες και σε υλικό από το οποίο σχηματίζονται οι τελικά οι πλανήτες.

Αφού σχηματιστεί η γλυκίνη, στη συνέχεια μπορεί να αποτελέσει ενδιάμεσο βήμα για την δημιουργία άλλων πιο σύνθετων οργανικών μορίων. Με τον ίδιο μηχανισμό, πατώντας στην ραχοκοκαλιά της γλυκίνης, μπορούν να σχηματιστούν στα σκοτεινά μεσοαστρικά νέφη, κι άλλα αμινοξέα, όπως η αλανίνη και η σερίνη. Στο τέλος, αυτή το οργανικό μοριακό απόθεμα εμπλουτίζει ουράνια σώματα, όπως οι κομήτες, και μεταφέρεται σε νέους πλανήτες, όπως συνέβη στη Γη μας και σε πολλούς άλλους πλανήτες.

διαβάστε επίσης: «Τα αμινοξέα δημιουργήθηκαν πολύ νωρίς μετά την Μεγάλη Έκρηξη»

Πηγή: http://astrobiology.com/2020/11/building-blocks-of-life-can-form-long-before-stars