Οι επιστήμονες ανακάλυψαν το μεγαλύτερο οργανικό μόριο που περιέχει θείο – ένα βασικό συστατικό για τη ζωή – που έχει εντοπιστεί ποτέ στο διαστρικό διάστημα. Οι ερευνητές αποκαλούν την ανακάλυψη «χαμένο κρίκο» στην κατανόηση των επιστημόνων για την κοσμική προέλευση της χημείας της ζωής.
Το θείο είναι το 10ο πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν και ένα κρίσιμο συστατικό αμινοξέων, πρωτεϊνών και ενζύμων στη Γη. Όμως, ενώ οι ερευνητές είχαν προηγουμένως βρει μόρια που φέρουν θείο παρόμοια με αυτό που ανακαλύφθηκε πρόσφατα σε κομήτες και μετεωρίτες, υπήρχε μια αινιγματική έλλειψη μεγάλων μορίων, συμπεριλαμβανομένου του θείου, στο διαστρικό διάστημα – την τεράστια περιοχή μεταξύ των άστρων που είναι διάσπαρτη με σύννεφα σκόνης και αερίου.
«Το θείο ήρθε στη Γη από το διάστημα πολύ, πολύ καιρό πριν», δήλωσε ο Mitsunori Araki, επιστήμονας στο Ινστιτούτο Max Planck για την Εξωγήινη Φυσική στη Γερμανία και επικεφαλής συγγραφέας μιας μελέτης για την ανακάλυψη, η οποία δημοσιεύθηκε την περασμένη εβδομάδα στο περιοδικό Nature Astronomy.
«Ωστόσο, έχουμε βρει μόνο μια πολύ περιορισμένη ποσότητα μορίων που φέρουν θείο στο διάστημα, κάτι που είναι περίεργο. Θα έπρεπε να υπάρχει σε τεράστιες ποσότητες, αλλά είναι πολύ δύσκολο να βρεθεί».
Μια διαφορετική ομάδα ερευνητών πρότεινε προηγουμένως ότι το θείο μπορεί να φαίνεται σπάνιο στο διάστημα επειδή είναι παγιδευμένο σε κοσμικό πάγο – κρύβεται σε κοινή θέα αντί να λείπει.
Η νέα ανίχνευση, επομένως, προσθέτει ένα σημαντικό κομμάτι σε αυτό το παζλ. «Αυτό είναι το μεγαλύτερο μόριο που φέρει θείο που έχει βρεθεί ποτέ στο διάστημα, στα 13 άτομα», είπε ο Araki. «Πριν από αυτό, το μεγαλύτερο είχε μόνο εννέα άτομα, αλλά ήταν ήδη μια σπάνια περίπτωση, επειδή τα περισσότερα ανιχνευμένα μόρια που φέρουν θείο είχαν μόνο τρία, τέσσερα ή πέντε άτομα».
Η εύρεση μεγαλύτερων μορίων είναι σημαντική, πρόσθεσε, επειδή βοηθά στην κάλυψη ενός υπάρχοντος κενού μεταξύ της απλής χημείας που βρίσκεται στο διάστημα και των πιο περίπλοκων δομικών στοιχείων της ζωής που έχουν ανακαλυφθεί σε κομήτες και μετεωρίτες.
Το μόριο, το οποίο περιέχει επίσης άνθρακα και υδρογόνο, ονομάζεται 2,5-κυκλοεξαδιένιο-1-θειόνη και προστίθεται σε έναν αυξανόμενο κατάλογο με περισσότερα από 300 μόρια που έχουν παρατηρηθεί στο διάστημα μέχρι στιγμής. Το εύρημα, είπε ο Araki, υποδηλώνει ότι πολλά περισσότερα μόρια που περιέχουν θείο, ίσως ακόμη μεγαλύτερα, θα μπορούσαν να ανιχνευθούν στο μέλλον.
Αστρικά φυτώρια
Το μόριο βρέθηκε μέσα σε ένα μοριακό νέφος που ονομάζεται G+0.693–0.027 περίπου 27.000 έτη φωτός από τη Γη, κοντά στο κέντρο του γαλαξία μας.
Τα μοριακά νέφη είναι ψυχρές και πυκνές συγκεντρώσεις σκόνης και αερίου που επιτρέπουν το σχηματισμό μορίων. Λειτουργούν ως αστρικά φυτώρια καθώς η βαρύτητα δημιουργεί συστάδες που τελικά γίνονται μωρά αστέρια.
«Ένα μοριακό νέφος είναι εκεί όπου συμβαίνει ο σχηματισμός άστρων», δήλωσε ο Valerio Lattanzi, επίσης επιστήμονας στο Ινστιτούτο Max Planck για την Εξωγήινη Φυσική και συν-συγγραφέας της μελέτης.
Τελικά, πρόσθεσε ο Lattanzi, μερικά από αυτά τα σύννεφα θα οδηγήσουν στο σχηματισμό πλανητικών συστημάτων όπως το δικό μας ηλιακό σύστημα. «Τα συστατικά που είναι ενσωματωμένα στο μοριακό νέφος θα μεταφερθούν στους πλανήτες», είπε. «Προσπαθούμε να μάθουμε ποια είναι τα συστατικά που τελικά θα σχηματίσουν ζωή, προσπαθώντας να καταλάβουμε πώς από απλά μόρια φτάνουμε στη ζωή όπως την ξέρουμε στη Γη. Και προσπαθούμε να προσθέσουμε στοιχεία σε αυτή την εικόνα, ένα προς ένα».
Οι ερευνητές συνέθεσαν για πρώτη φορά το μόριο εφαρμόζοντας ηλεκτρική εκκένωση σε μια ουσία που ονομάζεται θειοφαινόλη – ένα δύσοσμο υγρό που περιέχει θείο, άνθρακα και υδρογόνο. Στη συνέχεια έλαβαν ένα εξαιρετικά ακριβές «ραδιοδακτυλικό αποτύπωμα» του μορίου που συνέκριναν με τα υπάρχοντα δεδομένα τηλεσκοπίων από την παρατήρηση του νέφους, που συλλέχθηκαν από τα ραδιοτηλεσκόπια IRAM-30m και Yebes στην Ισπανία.
«Είχαμε δει από προηγούμενη παρατήρηση ότι τα μόρια θείου ήταν αρκετά άφθονα σε αυτό το σύννεφο», είπε ο Lattanzi. «Γι’ αυτό ήταν ένας πολύ καλός στόχος για εμάς. Πιστεύουμε ότι μία από τις πιθανές προελεύσεις της ζωής στη Γη είναι μέσω συγκρούσεων και συγκρούσεων μικρών σωματικών συστημάτων όπως κομήτες και μετεωρίτες με τον πλανήτη μας στο παρελθόν, που πιθανώς έφεραν πολύπλοκα μόρια, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που περιέχουν θείο. Αυτό προσπαθούμε να κάνουμε — να συνδέσουμε αυτούς τους κρίκους που λείπουν στο μονοπάτι για να σχηματίσουμε τελικά τη ζωή όπως την ξέρουμε».
«Μια συναρπαστική αστυνομική ιστορία»
Η Kate Freeman, καθηγήτρια Γεωεπιστημών στο Πανεπιστήμιο Evan Pugh στο Penn State University, χαρακτήρισε τη μελέτη «μια συναρπαστική αστυνομική ιστορία που κατέστη δυνατή χάρη σε ισχυρά ραδιοτηλεσκόπια και μια πραγματικά καλή στρατηγική αναζήτησης».
Οι μετεωρίτες είναι γνωστό ότι έχουν μεγάλες και πολύπλοκες ενώσεις θείου, είπε ο Freeman, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα, και πιθανότατα παρέδωσαν πολλούς από αυτούς στη Γη για να βοηθήσουν στη δημιουργία της βάσης για τη χημεία της ζωής.
«Ωστόσο, δεν ξέραμε πραγματικά πώς αυτές οι ενώσεις κατέληξαν σε μετεωρίτες ή στα πρόδρομα πλανητικά τους σώματα», πρόσθεσε σε ένα email. «Τώρα γνωρίζουμε ότι υπάρχει τουλάχιστον μια καλή πιθανότητα μερικά από αυτά να προέρχονται έξω από το ηλιακό σύστημα, από περιοχές πλούσιες σε μόρια του γαλαξία μας, όπως η περιοχή που μελετήθηκε από τους συγγραφείς».
Το θείο είναι ένα από τα έξι στοιχεία που είναι απαραίτητα για τη ζωή στη Γη και μπορεί να ήταν ένα κρίσιμο συστατικό στην πρώιμη ζωή στη Γη, παρέχοντας ζωτικό καύσιμο στα αρχαία μικρόβια, σύμφωνα με τη Sara Russell, καθηγήτρια πλανητικών επιστημών στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας στο Λονδίνο.
«Η παρουσία πολύπλοκων οργανικών μορίων στο κέντρο του Γαλαξία μας υποδηλώνει ότι βιολογικά σημαντικά υλικά μπορεί να βρίσκονται παντού στο διάστημα», δήλωσε ο Russell, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη, σε ένα email. «Η εύρεση τέτοιων μορίων τόσο μακριά από τον πλανήτη μας υποδηλώνει επίσης ότι παρόμοιες διαδικασίες μπορεί να συμβαίνουν αλλού – καθιστά την παρουσία ζωής που υπάρχει σε άλλο πλανήτη λίγο πιο πιθανή».
Ο Ryan Fortenberry, αναπληρωτής καθηγητής χημείας και βιοχημείας στο Πανεπιστήμιο του Μισισιπή, είπε ότι τα ευρήματα τον ενθουσίασαν. «Το θείο ως άτομο υπάρχει σε μια πολύ ιδιαίτερη θέση στον περιοδικό πίνακα. Έχει μια μοναδική χημεία που επιτρέπει στα μόρια να κάνουν πολύ περισσότερα από αυτά που θα επέτρεπαν μόνο το οξυγόνο, το άζωτο και ο άνθρακας», είπε ο Fortenberry μέσω email. «Η εύρεση μορίων με θείο μέσα τους μας βοηθά να μετρήσουμε καλύτερα πού θα μπορούσε να ξεκινήσει η ζωή και πού θα μπορούσε να καταλήξει».
Πριν από περισσότερα από 50 χρόνια ήταν θαύμα να βρεθούν μόρια στο διάστημα, πρόσθεσε ο Fortenberry, ο οποίος επίσης δεν συμμετείχε στη μελέτη.
«Η κοινή σκέψη ήταν ότι το σκληρό περιβάλλον απλώς θα τα διέλυε – τώρα βρίσκουμε μόρια με 13 άτομα και μερικά με πολλές δεκάδες άτομα», είπε.
«Τα μόρια είναι πιο ανθεκτικά από ό,τι τους πιστεύαμε και τα τηλεσκόπια μας έδειξαν ότι η χημεία του διαστήματος είναι πολύ πιο πλούσια από ό,τι θα μπορούσαμε να φανταστούμε. Περιμένω πλήρως ότι θα βρούμε αμινοξέα στο διάστημα πέρα από το ηλιακό μας σύστημα».
Το πρόγραμμα Artemis της NASA στέλνει ανθρώπους στο βαθύ διάστημα για πρώτη φορά μετά από πέντε δεκαετίες. Εγγραφείτε στο ενημερωτικό δελτίο Countdown και λάβετε ενημερώσεις από το CNN Science για αποστολές εκτός αυτού του κόσμου καθώς εξελίσσονται.
