Οι δομικοί λίθοι της ζωής θα μπορούσαν να έχουν την αρχή τους στους μικροσκοπικούς παγωμένους κόκκους που συνθέτουν το αέριο και τη σκόνη που βρίσκονται ανάμεσα στα αστέρια, και αυτοί οι παγωμένοι κόκκοι θα μπορούσαν να είναι το κλειδί για την κατανόηση του πώς μπορεί να προκύψει ζωή στους πλανήτες. Με τη βοήθεια μαθητών, οι ερευνητές ανακάλυψαν ένα σημαντικό ζευγάρι πρεβιοτικών μορίων στα παγωμένα σωματίδια στο διαστρικό διάστημα. Οι χημικές ουσίες, που βρίσκονται σε ένα γιγάντιο νέφος αερίου, περίπου 25.000 έτη φωτός από τη Γη, μπορεί να είναι πρόδρομος ενός βασικού συστατικού του DNA και ένα άλλο μπορεί να παίζει ρόλο στο σχηματισμό ενός σημαντικού αμινοξέος.
«Βρήκαμε το απόλυτο πρεβιοτικό των πρεβιοτικών μορίων», δήλωσε ο Anthony Remijan, του Εθνικού Ραδιοαστρονομικού Παρατηρητηρίου (NRAO).
Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Green Bank (GBT) στη Δυτική Βιρτζίνια, οι ερευνητές βρήκαν ένα μόριο που ονομάζεται κυανομεθανιμίνη, το οποίο παράγει αδενίνη, μία από τις τέσσερις νουκλεοβάσεις που σχηματίζουν τις «σκάλες» στη δομή του DNA που μοιάζει με σκάλα. Το άλλο μόριο, που ονομάζεται αιθαναμίνη, θεωρείται ότι παίζει ρόλο στο σχηματισμό της αλανίνης, ενός από τα είκοσι αμινοξέα του γενετικού κώδικα.
Προηγουμένως, οι επιστήμονες πίστευαν ότι τέτοιες διεργασίες πραγματοποιούνταν στο πολύ ασθενές αέριο μεταξύ των άστρων. Οι νέες ανακαλύψεις, ωστόσο, υποδηλώνουν ότι οι αλληλουχίες χημικού σχηματισμού για αυτά τα μόρια δεν συνέβησαν στο αέριο, αλλά στις επιφάνειες των κόκκων πάγου στο διαστρικό διάστημα.
«Η εύρεση αυτών των μορίων σε ένα διαστρικό νέφος αερίου σημαίνει ότι σημαντικά δομικά στοιχεία για το DNA και τα αμινοξέα μπορούν να «σπερίσουν» νεοσχηματισμένους πλανήτες με τους χημικούς πρόδρομους για τη ζωή», δήλωσε ο Remijan.
Σε κάθε περίπτωση, τα διαστρικά μόρια που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα είναι ενδιάμεσα στάδια σε χημικές διεργασίες πολλαπλών σταδίων που οδηγούν στο τελικό βιολογικό μόριο. Οι λεπτομέρειες των διαδικασιών παραμένουν ασαφείς, αλλά οι ανακαλύψεις δίνουν νέα εικόνα για το πού συμβαίνουν αυτές οι διεργασίες.
«Πρέπει να κάνουμε περαιτέρω πειράματα για να κατανοήσουμε καλύτερα πώς λειτουργούν αυτές οι αντιδράσεις, αλλά θα μπορούσε να είναι ότι μερικά από τα πρώτα βασικά βήματα προς τις βιολογικές χημικές ουσίες έγιναν σε μικροσκοπικούς κόκκους πάγου», είπε ο Remijan.
Οι ανακαλύψεις έγιναν δυνατές χάρη στη νέα τεχνολογία που επιταχύνει τη διαδικασία αναγνώρισης των «δαχτυλικών αποτυπωμάτων» των κοσμικών χημικών ουσιών. Κάθε μόριο έχει ένα συγκεκριμένο σύνολο περιστροφικών καταστάσεων που μπορεί να υποθέσει. Όταν αλλάζει από τη μια κατάσταση στην άλλη, μια συγκεκριμένη ποσότητα ενέργειας είτε εκπέμπεται είτε απορροφάται, συχνά ως ραδιοκύματα σε συγκεκριμένες συχνότητες που μπορούν να παρατηρηθούν με το GBT.
Νέες εργαστηριακές τεχνικές επέτρεψαν στους αστροχημικούς να μετρήσουν τα χαρακτηριστικά μοτίβα τέτοιων ραδιοσυχνοτήτων για συγκεκριμένα μόρια. Οπλισμένοι με αυτές τις πληροφορίες, μπορούν στη συνέχεια να αντιστοιχίσουν αυτό το μοτίβο με τα δεδομένα που λαμβάνονται από το τηλεσκόπιο. Εργαστήρια στο Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια και στο Κέντρο Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν μέτρησαν την ραδιοεκπομπή από κυανομεθανιμίνη και αιθαναμίνη και τα μοτίβα συχνοτήτων από αυτά τα μόρια στη συνέχεια αντιστοιχίστηκαν με δημόσια διαθέσιμα δεδομένα που παρήχθησαν από έρευνα που έγινε με το GBT από το 2008 έως το 2011.
Μια ομάδα προπτυχιακών φοιτητών που συμμετείχαν σε ένα ειδικό καλοκαιρινό ερευνητικό πρόγραμμα για φοιτητές μειονοτήτων στο Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια (U.Va.) διεξήγαγε μερικά από τα πειράματα που οδήγησαν στην ανακάλυψη της κυανομεθανιμίνης.
«Πρόκειται για μια αρκετά ιδιαίτερη ανακάλυψη και αποδεικνύει ότι οι μαθητές πρώιμης σταδιοδρομίας μπορούν να κάνουν αξιοσημείωτη έρευνα», δήλωσε ο Books Pate, καθηγητής στο U. Va που καθοδηγούσε τους μαθητές.
Πηγή: NRAO
