Złożone molekuły cukru w kosmosie

0

Astronomowie korzystający z teleskopu Atacama Large Millimeter Array (ALMA) odkryli cząsteczki cukru w okolicach gwiazdy podobnej do Słońca. Jest to ważna wskazówka w określeniu czy podstawowe cegiełki budujące organizmy żywe mogły opaść na Ziemię z przestrzeni kosmicznej.

Cukier ten to aldehyd glikolowy (HOCH2-CH=O). W reakcjach z innymi związkami może utworzyć rybozę, składnik RNA i wielu nukleotydów. Różni się od dodawanej do napojów i słodyczy sacharozy, która ma znacznie bardziej skomplikowaną strukturę (C12H22O11).

Wcześniej już odkryto go w wielkiej chmurze gazu i pyłu, w centrum naszej Galaktyki, za pomocą radioteleskopu na Kitt Peak w Arizonie. Odkrycie to świadczyło o tym, że złożone cząstki powstają jeszcze przed gwiazdami. Badany obłok międzygwiazdowy to Sagittarius B2, położy 26 tysięcy lat świetlnych od Układu Słonecznego.

Pierwsze obserwacje aldehydu glikolowego dotyczyły ciepłych rejonów obłoku, jednakże cztery lata po publikacji pierwszej pracy, astronomowie dostrzegli molekuły najprostszego cukru w znacznie zimniejszych regionach Sagittarius B2. Temperatura była wyższa tylko o 8 stopni od zera bezwzględnego. Było to sporym zaskoczeniem, ponieważ wcześniej nie brano pod uwagę reakcji zachodzące między pyłem i gazem w niskich temperaturach. (Uważano, że obserwacja związków chemicznych w ciepłych rejonach obłoków międzygwiazdowych jest dobrym przybliżeniem warunków panujących na młodej Ziemi).

Wysnuto stąd przypuszczenia, że aldehyd glikolowy powstał z mniejszych cząsteczek tj.: zamrożonej wody, formaldehydu, metanu, amoniaku, dwutlenku węgla lub metanolu pokrywających lub znajdujących się wewnątrz drobin pyłu. Reakcja między nimi zaszła na skutek promieniowania UV lub kosmicznego. W ten sposób wydzielił się gaz, formujący obłoki aldehydu glikolowego.

Najnowsze odkrycie aldehydu glikolowego, przy pomocy radioteleskopów ALMA, różni się od wcześniejszych obserwacji, ponieważ gaz odkryto w układzie podwójnym IRAS 16293-2422. „Cukrowy” gaz opada w kierunku jednej z gwiazd.

Doniosłość odkrycia wynika stąd, że tak złożone cząstki jak aldehyd glikolowy występowały już w okresie formowania się planet w tamtejszym układzie. Zakładając, że znajdują się tam jakiekolwiek planety na drodze opadającego gazu, można przypuszczać, że „zasili on” ich powierzchnię.

Pytaniem pozostaje: jak formują się takie związki i jaka jest górna granica ich złożoności, nim opadną na planety danego układu? Ciekawą kwestią jest także fakt, że oprócz aldehydu glikolowego w układzie odkryto także mrówczan metylu, będący izomerem pierwszego związku. Występował on 10 do 15 razy powszechniej niż aldehyd glikolowy. Tutaj rodzi się kolejne pytanie: dlaczego ten izomer powstaje częściej?

Chociaż mechanizm powstawania złożonych molekuł w obłokach międzygwiazdowych i w trakcie formowania się systemów gwiezdnych różni się od mechanizmów ziemskich (gdzie ważna jest np.: woda w stanie ciekłym) ma związek z żywymi organizmami, ponieważ daje wskazówkę, skąd na planetach mogły się wziąć pierwsze cukry.

Źródła:

Detection of the simplest sugar, glycolaldehyde, in a solar-type protostar with ALMA, Jes K. Jørgensen, C´ecile Favre, Suzanne E. Bisschop, Tyler L. Bourke, Ewine F. van Dishoeck i Markus Schmalzl.

ESO – Słodkie wyniki z ALMA

NRAO – Cold Sugar in Space Provides Clue to the Molecular Origin of Life
Scientists Discover Sugar in Space

Wizja artystyczna cząsteczek aldehydu glikolowego. (Credits: ESO)

Mechanizm powstawania złożonych cząstek w przestrzeni kosmicznej bez udziału ciekłej wody. (Credits: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF)

 

Mechanizm wędrówki złożonych cząstek i ich opadania na planety. (Credits: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF)

Share.

Comments are closed.