O moleculă care oferă indicii despre originea vieții, descoperită în spațiu

Sulful este al zecelea element ca abundență în univers și o componentă esențială a aminoacizilor, proteinelor și enzimelor de pe Pământ. Dar, deși cercetătorii au descoperit anterior molecule care conțin sulf similare cu cea nou descoperită în comete și meteoriți, exista o lipsă inexplicabilă de molecule mari care conțin sulf în spațiul interstelar — vasta regiune dintre stele, presărată cu nori de praf și gaz, transmite Știri.md cu referire la g4media.ro.

„Sulful a ajuns pe Pământ din spațiu cu mult, mult timp în urmă”, a spus Mitsunori Araki, om de știință la Institutul Max Planck pentru Fizică Extraterestră din Germania și autor principal al unui studiu privind descoperirea, care a fost publicat săptămâna trecută în revista Nature Astronomy.

„Cu toate acestea, am găsit doar o cantitate foarte limitată de molecule care conțin sulf în spațiu, ceea ce este ciudat. Ar trebui să existe în cantități uriașe, dar este foarte greu de găsit.”

O altă echipă de cercetători a sugerat anterior că sulful ar putea părea rar în spațiu deoarece este prins în gheața cosmică — ascunzându-se la vedere, mai degrabă decât lipsind.

Sulful extras de pe Muntele Ijen din Indonezia. Sulful este un ingredient cheie pentru viață.

Prin urmare, noua descoperire adaugă o piesă importantă la acest puzzle. „Aceasta este cea mai mare moleculă care conține sulf găsită vreodată în spațiu, având 13 atomi”, a spus Araki. „Înainte de aceasta, cea mai mare avea doar nouă atomi, dar era deja un caz rar, deoarece majoritatea moleculelor care conțin sulf detectate aveau doar trei, patru sau cinci atomi.”

Găsirea de molecule mai mari este importantă, a adăugat el, deoarece ajută la umplerea unei lacune existente între chimia simplă găsită în spațiu și elementele constitutive mai complexe ale vieții care au fost descoperite în comete și meteoriți.

Molecula, care conține și carbon și hidrogen, se numește 2,5-ciclohexadien-1-tionă și se adaugă la un catalog în creștere de peste 300 de molecule observate în spațiu până în prezent. Descoperirea, a spus Araki, sugerează că în viitor ar putea fi detectate multe alte molecule care conțin sulf, poate chiar mai mari.

„Pepiniere” stelare

Molecula a fost descoperită într-un nor molecular numit G+0,693–0,027, la aproximativ 27.000 de ani lumină de Pământ, lângă centrul galaxiei noastre.

Norii moleculari sunt concentrații reci și dense de praf și gaz care permit formarea moleculelor. Acestea acționează ca pepiniere stelare, deoarece gravitația creează aglomerări care în cele din urmă devin stele tinere.

Norii moleculari, precum norul molecular Sagittarius B2 văzut aici, acționează ca pepiniere stelare.

NASA, ESA, CSA, STScI, Adam Ginsburg (Universitatea din Florida), Nazar Budaiev (Universitatea din Florida), Taehwa Yoo (Universitatea din Florida), Alyssa Pagan (STScI).

„Un nor molecular este locul în care are loc formarea stelelor”, a spus Valerio Lattanzi, de asemenea om de știință la Institutul Max Planck pentru Fizică Extraterestră și coautor al studiului.

În cele din urmă, a adăugat Lattanzi, unele dintre aceste nori vor duce la formarea de sisteme planetare precum sistemul nostru solar. „Ingredientele care sunt încorporate în norul molecular vor fi transferate către planete”, a spus el. „Încercăm să aflăm care sunt ingredientele care vor forma în cele din urmă viața, încercând să înțelegem cum, din molecule simple, ajungem la viața așa cum o cunoaștem pe Pământ. Și încercăm să adăugăm elemente la această imagine, unul câte unul.”

Cercetătorii au sintetizat mai întâi molecula aplicând o descărcare electrică unei substanțe numite tiofenol — un lichid cu miros neplăcut care conține sulf, carbon și hidrogen. Apoi au obținut o „amprentă radio” extrem de precisă a moleculei, pe care au comparat-o cu datele existente ale telescopului din observarea norului, colectate de radiotelescoapele IRAM-30m și Yebes din Spania.

„Din observațiile anterioare am văzut că moleculele de sulf erau destul de abundente în acest nor”, a spus Lattanzi. „De aceea a fost o țintă foarte bună pentru noi. Credem că una dintre posibilele origini ale vieții pe Pământ este prin coliziuni și impacturi ale sistemelor de corpuri mici, cum ar fi cometele și meteoriții, cu planeta noastră în trecut, care probabil au adus molecule complexe, inclusiv cele care conțin sulf. Așadar, asta încercăm să facem — să conectăm aceste verigi lipsă în calea formării vieții așa cum o cunoaștem.”

„O poveste polițistă captivantă”

Kate Freeman, profesor universitar de geostiințe la Universitatea Penn State, a numit studiul „o poveste polițistă captivantă, posibilă datorită telescoapelor radio puternice și unei strategii de căutare foarte bune”.

Meteoriții sunt cunoscuți pentru compușii mari și complecși de sulf pe care îi conțin, a spus Freeman, care nu a participat la cercetare, și probabil că au adus mulți dintre aceștia pe Pământ, contribuind la crearea condițiilor necesare pentru chimia vieții.

„Cu toate acestea, nu știam cu adevărat cum au ajuns acești compuși în meteoriți sau în corpurile planetare precursoare ale acestora”, a adăugat ea într-un e-mail. „Acum știm că există cel puțin o posibilitate bună ca unii dintre ei să provină din afara sistemului solar, din regiuni bogate în molecule ale galaxiei noastre, cum ar fi zona studiată de autori.”

Autorii studiului, Christian Endres (stânga) și Mitsunori Araki, lucrează la un experiment în laborator.

Sulful este unul dintre cele șase elemente esențiale pentru viața pe Pământ și ar fi putut fi un ingredient crucial în primele forme de viață de pe Pământ, furnizând combustibil vital microbilor antici, potrivit Sara Russell, profesor de științe planetare la Muzeul de Istorie Naturală din Londra.

„Prezența moleculelor organice complexe în centrul Căii Lactee sugerează că materialele importante din punct de vedere biologic pot fi prezente peste tot în spațiu”, a declarat Russell, care nu a participat la studiu, într-un e-mail. „Descoperirea unor astfel de molecule la o distanță atât de mare de planeta noastră sugerează, de asemenea, că procese similare pot avea loc și în alte părți — ceea ce face ca prezența vieții pe o altă planetă să fie puțin mai probabilă.”

Ryan Fortenberry, profesor asociat de chimie și biochimie la Universitatea din Mississippi, a declarat că descoperirile l-au entuziasmat. „Sulful, ca atom, există într-un loc foarte special în tabelul periodic. Are o chimie unică, care permite moleculelor să facă mult mai mult decât ar permite doar oxigenul, azotul și carbonul”, a declarat Fortenberry într-un e-mail. „Descoperirea moleculelor care conțin sulf ne ajută să evaluăm mai bine unde ar fi putut începe viața și unde ar putea ajunge.”

Cu peste 50 de ani în urmă, era un miracol să găsești molecule în spațiu, a adăugat Fortenberry, care nu a participat la studiu.

„Se credea că mediul ostil le-ar distruge pur și simplu — acum găsim molecule cu 13 atomi și unele cu câteva zeci de atomi”, a spus el.

„Moleculele sunt mai rezistente decât credeam, iar telescoapele ne-au arătat că chimia spațiului este mult mai bogată decât ne-am fi putut imagina. Mă aștept să găsim aminoacizi în spațiul din afara sistemului nostru solar.”