Związki zwane pirenami wykryto w molekularnej chmurze Byka
ESO
Po raz pierwszy poza Układem Słonecznym zaobserwowano złożoną formę węgla, niezbędną do życia na Ziemi. Odkrycie to wskazuje na to, że związki potrzebne do powstania życia mogą pochodzić z kosmosu.
Najbardziej powszechną formą węgla we wszechświecie jest ta, która występuje w formie tlenku węgla. Jednak wciąż nie do końca rozumiemy, jak ten prosty związek zamienia się w bardziej złożone formy węgla, które są kluczowe dla organizmów żywych, gdzie wiązania chemiczne są znacznie silniejsze.
Astronomowie odkryli już asteroidy – takie jak Ryugu – które zawierają związki z mocnymi wiązaniami węglowymi. Uważa się, że takie obiekty kosmiczne mogły dostarczyć składników niezbędnych do powstania życia na Ziemi. Jednak pierwotne źródło tych związków węglowych wciąż pozostaje tajemnicą.
Obecnie zespół naukowców, kierowany przez Brett’a McGuire’a z Massachusetts Institute of Technology, poszukiwał i wykrył złożony związek węglowy zwany pirenem w regionie formowania gwiazd, znanym jako molekularna chmura Byka. Ta chmura, położona 430 lat świetlnych od Ziemi, jest jedną z najbliższych chmur molekularnych w kosmosie.
Badacze wykorzystali Obserwatorium Green Bank w Zachodniej Wirginii, aby poszukać sygnatury radiowej pirenu. Takie związki mogą być kluczowym ogniwem pomiędzy tlenkiem węgla a bardziej złożonymi związkami węgla, które spotykamy w organizmach żywych.
Czysty piren nie jest łatwy do wykrycia za pomocą fal radiowych, dlatego McGuire i jego zespół skupili się na poszukiwaniach cyjanopirenu — pirenu połączonego z cząsteczką cyjanowodoru. Następnie porównali uzyskane dane z sygnaturą cyjanopirenu, którą wcześniej zmierzyli w warunkach laboratoryjnych na Ziemi.
Chmura, w której badacze wykryli cyjanopiren, jest niezwykle zimna – jej temperatura wynosi zaledwie 10 stopni powyżej zera absolutnego (-263°C). Oznacza to, że obserwujemy te związki węglowe na bardzo wczesnym etapie, długo przed powstaniem gwiazdy w tej chmurze. Jak wyjaśnia McGuire, jesteśmy świadkami „chemicznego zapisu archeologicznego” wszechświata.
„Obserwujemy obie strony tego cyklu życiowego,” mówi McGuire. W naszym Układzie Słonecznym dostrzegamy chemiczne ślady przeszłości na asteroidach i Ziemi. Teraz jednak patrzymy wstecz w czasie, w miejsce, gdzie powstaje nowy system słoneczny, i widzimy te same molekuły formujące się tam. To jak obserwowanie początków tego samego zapisu archeologicznego, który istnieje w naszym własnym układzie.
Jeśli sygnał radiowy, który wykryli McGuire i jego zespół w molekularnej chmurze Byka, jest reprezentatywny dla innych regionów kosmosu, sugeruje to, że cyjanopiren jest niezwykle powszechny i może być jednym z największych chemicznych rezerwuarów złożonego węgla we wszechświecie, wyjaśnia McGuire.
Odnalezienie tych cząsteczek i środowiska, w którym się znajdują, pozwala chemikom rozpocząć mapowanie dokładnych reakcji chemicznych i procesów, które doprowadziły do powstania podstawowych elementów życia na Ziemi, takich jak kwasy nukleinowe, mówi Martin McCoustra z Heriot-Watt University w Wielkiej Brytanii.
Jednak, jak podkreśla McCoustra, nie jest łatwo wyjaśnić, jak te cząsteczki pirenu powstały w pierwszej kolejności. „Co jeszcze znajduje się w tym środowisku, co mogłoby doprowadzić do powstania [pirenu]? Widzimy tutaj znacznie pełniejszy obraz złożonej chemii związanej z tymi aromatycznymi cząsteczkami,” dodaje.
