Cukier w próżni: odkrycie cząsteczki erytrulozy w kosmosie

17

Malina.
Produkt do opalania bezsłonecznego.
A teraz – ciemna chmura w pobliżu jądra naszej Galaktyki.

Astronomowie po raz pierwszy odkryli cząsteczkę cukru w ​​przestrzeni międzygwiazdowej za pomocą radioteleskopów Yebes 40m i IRAM 30m. Znaleźli erytrulozę w obłoku molekularnym G+06930.027, oddalonym o 26 745 lat świetlnych. To ważne odkrycie. Nie, w rzeczywistości – nawet większy. Po raz pierwszy naukowcy zarejestrowali prawdziwy cukier dryfujący w ośrodku międzygwiazdowym, a nie zamrożony w skale, która przypadkowo spadła na Ziemię.

Zastanów się, dlaczego jest to tak ważne. Sacharydy stanowią podstawę DNA, odżywiają komórki i są budulcem życia. Na wczesnej Ziemi musiało być ich bardzo niewielu. Laboratoryjne symulacje prebiotycznej Ziemi zazwyczaj wytwarzają jedynie śladowe ilości cukru, niewystarczające do zasilenia życia. Niektórzy badacze sugerują, że brakujących ogniw dostarczyły meteoryty. W próbkach pobranych z asteroidy Bennu rzeczywiście znaleziono rybozę. Logicznie rzecz biorąc, to się sprawdziło. Ale spekulacja pozostaje spekulacją, dopóki nie spojrzysz w przestrzeń.

„Zastanawialiśmy się, skąd wzięła się ta substancja” – to w zasadzie parafraza doktora Izascuna Jiméneza Serry, który ujął to bardziej formalnie. Nazywa cukry „niezbędnymi biomolekułami”, podkreślając, że nie są one tylko paliwem, ale strukturalnym szkieletem genetyki. Pytanie pozostaje otwarte. W jaki sposób prymitywna Ziemia zdobyła wystarczającą ilość cukru, aby rozpocząć życie?

Nowe dane częściowo odpowiadają na to pytanie.

Niespodzianka z czterema węglami

Zespół przeskanował bogaty obłok G+0693, który jest chemicznie gęsty i znajduje się w pobliżu centrum Drogi Mlecznej. Zarejestrowali 12 linii emisji radiowej. Linie te odpowiadały przewidywanemu odciskowi palca erytrulozy, czterowęglowego cukru o wzorze C4H8O3 (uwaga: w oryginalnym tekście podano wzór C4H8O, ale prawidłowy wzór chemiczny erytrulozy to C4H8O3).

Cząsteczka ta jest cząsteczką wagi ciężkiej pod względem chemii kosmicznej.
Ma 14 atomów.
Zawiera cztery atomy tlenu, czego nigdy wcześniej nie obserwowano w cząsteczkach międzygwiazdowych.

Co ważniejsze, jest chiralny. Oznacza to, że cząsteczka ma lewą lub prawą asymetrię, podobnie jak ludzkie dłonie. Erytruloza jest dopiero drugą chiralną cząsteczką odkrytą poza Układem Słonecznym i pierwszą wśród cukrów.

Jej odkrycie przenosi nas o jeden stopień wyżej w drabinie międzygwiazdowej złożoności chemicznej, co sugeruje, że mogą powstać inne prebiotyczne, potencjalnie chiralne cząsteczki.

Dr Jimenez Serra zauważa, że ​​wyniki odwracają zwykły scenariusz. Astrochemicy wcześniej wierzyli, że cząsteczki w kosmosie rosną poprzez dodawanie jednego atomu węgla na raz. Erytruloza nie przestrzega tych zasad. Jego stężenie jest co najmniej ośmiokrotnie wyższe niż w przypadku cukrów trójwęglowych, aldehydu glicerynowego i dihydroksyacetonu, które logicznie rzecz biorąc powinny pojawić się wcześniej. Wersje trójwęglowe w ogóle nie zostały wykryte, pomimo czułego sprzętu.

Zatem nie ma małych cząsteczek.
Występują złożone cząsteczki.

Jak to możliwe?
Dr Carlos Brones z CSIC-INTA sugeruje, że cukry powstają na ziarnach pyłu, w zimnej, ciemnej przestrzeni, z prostszych cząsteczek. Może następnie podróżować na kometach lub meteorytach do młodych układów planetarnych.

„To odkrycie było nieoczekiwane” – powiedział Jimenez Serra. Przeważający pogląd jest uszkodzony lub przynajmniej niekompletny.

Dlaczego chiralność jest tak ważna? Ponieważ życie, jakie znamy, jest selektywne pod względem „ręczności”. RNA wymaga rybozy. Jeśli przestrzeń może stworzyć erytrulozę, być może może stworzyć rybozę.

Odkrycie otwiera możliwość znalezienia innych cukrów w kosmosie,

– mówi Bronjes. On na to stawia. Jeśli czterowęglowa struktura może przetrwać w ekstremalnej próżni, być może składniki życia nie potrzebują planety, aby rozpocząć proces. Jedyne, czego mogą potrzebować, to kurz, czas i dużo pustki.

Artykuł ukazał się już w czasopiśmie Nature Astronomy. Na potwierdzenie odkrycia rybozy trzeba oczywiście poczekać, ale drzwi są już otwarte.
A może zamku już nie ma.