Σημαντική ανακάλυψη στο βαθύ Διάστημα για την προέλευση του δομικού στοιχείου της ζωής!

Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ένα από τα μεγαλύτερα μόρια με βάση τον άνθρακα που έχουν βρεθεί στο βαθύ Διάστημα, το οποίο βρίσκεται μέσα στο μοριακό νέφος του Ταύρου, 430 έτη φωτός μακριά από τη Γη. Το εύρημα είναι σημαντικό επειδή παρέχει περαιτέρω στοιχεία που μπορεί να βοηθήσουν στην επίλυση ενός μακροχρόνιου μυστηρίου της αστροχημείας: Από πού προέρχεται ο άνθρακας, το δομικό στοιχείο της ζωής;

Το μόριο, που ονομάζεται πυρένιο, αποτελείται από τέσσερις συγχωνευμένους επίπεδους δακτυλίους άνθρακα. Ως εκ τούτου, κατηγοριοποιείται ως πολυκυκλικός αρωματικός υδρογονάνθρακας (PAH) - ένα από τα πιο άφθονα σύνθετα μόρια στο ορατό Σύμπαν. Οι PAH ανιχνεύθηκαν για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1960, σε μετεωρίτες γνωστούς ως ανθρακούχους χονδρίτες, οι οποίοι είναι υπολείμματα από το αρχέγονο νεφέλωμα που σχημάτισε το Ηλιακό μας Σύστημα.

«Ένα από τα μεγάλα ερωτήματα στον σχηματισμό των άστρων και των πλανητών είναι πόσο από το χημικό απόθεμα από αυτό το πρώιμο μοριακό νέφος κληρονομείται και σχηματίζει τα βασικά συστατικά του Ηλιακού Συστήματος;» δήλωσε ο Brett McGuire, επίκουρος καθηγητής χημείας στο MIT.

Οι PAHs πιστεύεται ότι αποτελούν περίπου το 20% του άνθρακα που βρίσκεται στο Διάστημα και είναι παρόντες σε διάφορα στάδια της ζωής των άστρων, από τον σχηματισμό τους μέχρι τον θάνατό τους. Η σταθερότητά τους και η ανθεκτικότητά τους στην υπεριώδη ακτινοβολία (UV) καθιστά πιθανό να επιβιώσουν ακόμη και στις δύσκολες συνθήκες του βαθέος Διαστήματος.

Οι ερευνητές αναφέρουν ότι άρχισαν να ψάχνουν για πυρένιο και άλλους PAHs στο νεφέλωμα του Ταύρου αφού το πυρένιο βρέθηκε σε υψηλά επίπεδα σε δείγματα που συλλέχθηκαν από τον αστεροειδή Ryugu που βρίσκεται κοντά στη Γη. Η εύρεση αυτών των μορίων στη γενέτειρα του Ηλιακού μας Συστήματος παρέχει έναν άμεσο σύνδεσμο που οι αστρονόμοι αναζητούσαν εδώ και καιρό.

Αυτό που κοιτάμε είναι η αρχή και το τέλος, και δείχνουν το ίδιο πράγμα. Αυτό είναι μια αρκετά ισχυρή απόδειξη ότι αυτό το υλικό από το πρώιμο μοριακό νέφος βρίσκει το δρόμο του στον πάγο, τη σκόνη και τα βραχώδη σώματα που αποτελούν το Ηλιακό μας Σύστημα.

Η ανακάλυψη έγινε με τη χρήση της ραδιοαστρονομίας, ενός σημαντικού υποτομέα της αστρονομίας που παρατηρεί ουράνια αντικείμενα, όπως αστέρια, πλανήτες, γαλαξίες και νέφη σκόνης, στο ραδιοφάσμα. Μελετώντας τα ραδιοκύματα που προέρχονται από αυτές τις πηγές, οι αστρονόμοι μπορούν να μάθουν για τις συνθέσεις, τις δομές και τις κινήσεις συγκεκριμένων στόχων.

Σε σύγκριση με άλλα όργανα που χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό μορίων στο Διάστημα, τα ραδιοτηλεσκόπια προσφέρουν τη δυνατότητα παρατήρησης μεμονωμένων μορίων σε αντίθεση με γενικές μοριακές ομάδες. Αυτό το επιτυγχάνουν ανιχνεύοντας τα μοναδικά «δακτυλικά αποτυπώματα» της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που εκπέμπει ή απορροφά ένα μόριο σε συγκεκριμένες συχνότητες, όπου κάθε μόριο έχει ένα ξεχωριστό σύνολο επιπέδων ενέργειας περιστροφής και δόνησης. Χαρακτηριστικά ραδιοκύματα παράγονται όταν το μόριο μεταβαίνει μεταξύ αυτών των επιπέδων.

«Αυτός είναι τώρα ο έβδομος μεμονωμένος PAH που εντοπίζεται στο Διάστημα από τότε που βρήκαμε για πρώτη φορά έναν το 2021», δήλωσε η Ilsa Cooke, επίκουρη καθηγήτρια στο τμήμα χημείας του UBC. «Οι PAHs έχουν παρόμοιες χημικές δομές με τα δομικά στοιχεία της ζωής. Μαθαίνοντας περισσότερα για το πώς αυτά τα μόρια σχηματίζονται και μεταφέρονται στο Διάστημα, μαθαίνουμε περισσότερα για το δικό μας Ηλιακό Σύστημα και, άρα, για τη ζωή μέσα σε αυτό».

Οι αστρονόμοι υπολόγισαν ότι το πυρένιο αντιπροσώπευε περίπου το 0,1% του άνθρακα που βρέθηκε στο νέφος. «Αυτή είναι μια απολύτως μαζική αφθονία. Μια σχεδόν απίστευτη καταβόθρα άνθρακα. Είναι ένα διαστρικό νησί σταθερότητας», δήλωσε ο McGuire.

Αυτό που ήταν ακόμη πιο ενδιαφέρον για την ομάδα, εκτός από την εύρεση πυρενίου στον τόπο προέλευσης του Ηλιακού μας Συστήματος, είναι το γεγονός ότι οι θερμοκρασίες του νέφους μετρήθηκαν σε μόλις 10 Kelvin (-263 βαθμούς Κελσίου). Στη Γη, οι PAHs σχηματίζονται κατά τη διάρκεια διεργασιών υψηλής θερμοκρασίας, δηλαδή μέσω της καύσης ορυκτών καυσίμων. Η εύρεσή τους σε αυτό το ψυχρό περιβάλλον αποτέλεσε επομένως έκπληξη. «Οι μελλοντικές εργασίες έχουν ως στόχο να διερευνήσουν αν οι PAHs μπορούν να σχηματιστούν κάπου που είναι εξαιρετικά ψυχρά, ή αν φτάνουν από αλλού στο Σύμπαν, ενδεχομένως μέσω των θανάτων παλαιών άστρων», δήλωσε η Cooke.

[via]