Wokół gwiazdy w Orionie odkryto 17 złożonych cząsteczek organicznych, w tym prekursory DNA

Pełny tekst

Spis treści:

Jedna z czterech baz tworzących DNA i RNA

Cegiełki życia. Jakie jest ich pochodzenie?

Życie we Wszechświecie

Badanie prowadzone dzięki sieci radioteleskopów ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), pozwoliło na analizę dysku protoplanetarnego otaczającego odległą gwiazdę.

Mowa o znajdującej się w konstelacji Oriona i oddalonej od nas o 1350 lat świetlnych 883 Orionis. Naukowcy z Instytutu Astronomii im. Maxa Plancka (MPIA), Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Columbia University, Purdue University, University of California, Berkeley oraz University of Michigan ogłosili, że udało im się zidentyfikować w omawianym dysku 17 złożonych cząsteczek organicznych (tzw. complex organic molecules, COMs).

Wśród nich znalazły się pierwsze, choć wstępne, detekcje glikolu etylenowego ((CH₂OH)₂) oraz glikolonitrylu (HOCH₂CN) — związków uznawanych za potencjalnych prekursorów aminokwasów . Choć wcześniej odnajdywano te cząsteczki w przestrzeni międzygwiazdowej, po raz pierwszy zarejestrowano je w dysku formującym planety wokół protogwiazdy. To odkrycie rzuca nowe światło na pytanie o kosmiczne początki życia .

Jedna z czterech baz tworzących DNA i RNA

Zespołem badawczym, który dokonał detekcji COMs’ów kieruje Abubakar Fadul z działu badań formowania planet i gwiazd w Instytucie Astronomii im. Maxa Plancka (MPIA). Artykuł opisujący odkrycie został opublikowany w dwóch prestiżowych periodykach naukowych: „The Astronomical Journal” i „The Astrophysical Journal”.

Zidentyfikowane w dysku protoplanetarnym cząsteczki składają się z więcej niż pięciu atomów i zawierające przynajmniej jeden atom węgla . Szczególnie istotne jest wykrycie glikolonitrylu, będącego prekursorem aminokwasów glicyny i alaniny, a także zasady azotowej adeniny — jednej z czterech baz tworzących DNA i RNA. Odkrycie to stanowi ważny głos w dyskusji dotyczącej ewolucji związków organicznych w układach planetarnych .

Odkrycie jest o tyle interesujące, że zaprzecza obecnej wiedzy . Zacznijmy od tego, że transformacji zimnej protogwiazdy w młodą gwiazdę z dyskiem protoplanetarnym towarzyszy faza intensywnych fal uderzeniowych i promieniowania, która zaburza gaz i pył w dysku. Te gwałtowne procesy uznawano za niszczące większość złożonych cząsteczek. Doprowadziło to do sformułowania tzw. scenariusza reset”. Zakładał on, że COMs muszą tworzyć się na nowo w dyskach protoplanetarnych, z których powstają planety, asteroidy i komety.

– Wydaje się, że jest odwrotnie. Nasze wyniki sugerują, że dyski protoplanetarne dziedziczą złożone cząsteczki z wcześniejszych etapów ewolucji i że ich formowanie może trwać także na etapie dysku protoplanetarnego – komentuje współautorka badań Kamber Schwarz z MPIA.

Cegiełki życia. Jakie jest ich pochodzenie?

Odkrycie zespołu sugeruje, że warunki sprzyjające procesom biologicznym pojawiają się znacznie wcześniej, już we wczesnych stadiach ewolucji gwiazdy. Badania wskazują również, że ilość i złożoność COMs wzrasta w miarę przekształcania się dysków protoplanetarnych w układy planetarne . A to oznacza, że cegiełki życia są obecne w systemach gwiazdowych od ich najwcześniejszych etapów!

Wcześniej wykrywano proste cząsteczki organiczne jak p. metanol w tzw. żłobkach gwiazdowych , czyli gęstych obłokach gazu i pyłu, z których rodzą się gwiazdy.

– Niedawno wykazaliśmy, że glikol etylenowy może powstać w wyniku napromieniowania UV etanoloaminy — cząsteczki niedawno odkrytej w przestrzeni kosmicznej. To wspiera hipotezę, że glikol etylenowy mógł formować się zarówno w tych środowiskach, jak i na późniejszych etapach ewolucji molekularnej, gdzie dominujące jest promieniowanie UV – zauważa Tushar Suhasaria , kierownik Laboratorium Początków Życia w MPIA i współautor omawianego artykułu.

Życie we Wszechświecie

Wiemy, że aminokwasy, cukry i zasady azotowe — składniki DNA i RNA — zostały odnalezione w planetoidach, meteorytach i kometach w naszym Układzie Słonecznym . Ponieważ reakcje chemiczne prowadzące do COMs zachodzą w niskich temperaturach, ich obecność wewnątrz tych ciał niebieskich jest prawdopodobnie jeszcze większa. Choć wnętrza te są trudne do zbadania bez wierceń, komety podczas zbliżania się do Słońca zaczynają wydzielać gaz i pył w wyniku ogrzewania. Powstające w ten sposób komy i warkocze umożliwiają astronomom analizę widmową i identyfikację cząsteczek organicznych.

Analogiczny proces zachodzi w systemie V883 Orionis, gdzie gwiazda wciąż akreuje gaz z otaczającego ją dysku, co z czasem prowadzi do zapłonu reakcji termojądrowych w jej wnętrzu. Podczas tego okresu gaz podlega ogrzaniu , a intensywne rozbłyski promieniowania prowadzą do uwolnienia złożonych cząsteczek, które zespół zaobserwował. A ALMA jest idealnym instrumentem do ich wykrywania.

Jeżeli kolejne badania potwierdzą te odkrycia, może się okazać, że zalążki życia istnieją w całym Wszechświecie . Aby się rozwinąć, muszą po prostu trafić na podatny grunt.

Źródło: Universe Today