Źródło zdjęcia: ESA
Niektórzy naukowcy wysnuli teorię, że życie na Ziemi zaczęło się, gdy aminokwasy, budulce życia, zostały dostarczone z kosmosu przez komety i asteroidy. Rosetta, która ma wystartować w 2003 roku, zbada skład gazu i pyłu uwolnionego z komety, aby wyczuć, jakie zawierają zawarte w niej cząsteczki organiczne, podczas gdy Herschel, który ma zostać uruchomiony w 2007 roku, skupi się na chemii przestrzeni międzygwiezdnej, szukając śladów materiału w odległych obłokach pyłu.
Czy życie jest wysoce nieprawdopodobnym wydarzeniem, czy raczej jest nieuniknioną konsekwencją bogatej chemicznej zupy dostępnej wszędzie w kosmosie? Naukowcy odkryli niedawno nowe dowody na to, że aminokwasy, „elementy budulcowe” życia, mogą powstawać nie tylko w kometach i asteroidach, ale także w przestrzeni międzygwiezdnej.
Wynik ten jest zgodny (choć oczywiście nie dowodzi) z teorią, że główne składniki życia pochodzą z kosmosu, a zatem procesy chemiczne prowadzące do życia prawdopodobnie miały miejsce gdzie indziej. To zwiększa zainteresowanie już „gorącą” dziedziną badań, astrochemią. Nadchodzące misje ESA, Rosetta i Herschel, dostarczą wielu nowych informacji na ten temat.
Aminokwasy są „cegłami” białek, a białka są rodzajem związku obecnego we wszystkich żywych organizmach. Aminokwasy znaleziono w meteorytach, które wylądowały na Ziemi, ale nigdy w kosmosie. W meteorytach powszechnie uważa się, że aminokwasy powstały wkrótce po powstaniu Układu Słonecznego, w wyniku działania płynów wodnych na komety i asteroidy - obiekty, których fragmenty stały się dzisiejszymi meteorytami. Jednak nowe wyniki opublikowane niedawno w Nature przez dwie niezależne grupy pokazują dowody, że aminokwasy mogą również tworzyć się w przestrzeni kosmicznej.
Pomiędzy gwiazdami znajdują się ogromne chmury gazu i pyłu, pył składający się z drobnych ziaren zwykle mniejszych niż milionowa część milimetra. Zespoły zgłaszające nowe wyniki, prowadzone przez grupę ze Stanów Zjednoczonych i grupę europejską, odtworzyły etapy fizyczne prowadzące do powstania tych ziaren w chmurach międzygwiezdnych w swoich laboratoriach i odkryły, że aminokwasy powstają spontanicznie w powstałych sztucznych ziarnach.
Naukowcy zaczęli od wody i różnych prostych cząsteczek, o których wiadomo, że istnieją w „prawdziwych” chmurach, takich jak tlenek węgla, dwutlenek węgla, amoniak i cyjanowodór. Chociaż te początkowe składniki nie były dokładnie takie same w każdym eksperymencie, obie grupy „ugotowały” je w podobny sposób. W określonych komorach laboratoryjnych odtworzyły one znane warunki temperatury i ciśnienia występujące w chmurach międzygwiezdnych, które, nawiasem mówiąc, zupełnie różnią się od naszych „normalnych” warunków. Chmury międzygwiezdne mają temperaturę 260 ° C poniżej zera, a ciśnienie jest również bardzo niskie (prawie zero). Dołożono wszelkich starań, aby wykluczyć zanieczyszczenie. W rezultacie powstały ziarna analogiczne do tych w chmurach.
Naukowcy oświetlili sztuczne ziarna promieniowaniem ultrafioletowym, procesem, który zazwyczaj wywołuje reakcje chemiczne między cząsteczkami i zachodzi naturalnie w prawdziwych chmurach. Kiedy przeanalizowali skład chemiczny ziaren, odkryli, że powstały aminokwasy. Zespół ze Stanów Zjednoczonych wykrył glicynę, alaninę i serynę, podczas gdy zespół europejski wykazał do 16 aminokwasów. Różnice nie są uważane za istotne, ponieważ można je przypisać różnicom w początkowych składnikach. Zdaniem autorów istotne jest wykazanie, że aminokwasy rzeczywiście mogą powstawać w kosmosie, jako produkt uboczny procesów chemicznych zachodzących naturalnie w międzygwiezdnych chmurach gazu i pyłu.
Max P. Bernstein z zespołu Stanów Zjednoczonych zwraca uwagę, że gaz i pył w chmurach międzygwiezdnych służą jako „surowiec” do budowy gwiazd i układów planetarnych, takich jak nasz własny. Te chmury „mają tysiące lat świetlnych; są to rozległe, wszechobecne reaktory chemiczne. Ponieważ materiały, z których wykonane są wszystkie układy gwiezdne, przechodzą przez takie chmury, aminokwasy powinny były zostać włączone do wszystkich innych układów planetarnych, a zatem powinny być dostępne dla źródła życia. ”
Dlatego te wyniki sprzyjałyby postrzeganiu życia jako wspólnego wydarzenia. Pozostaje jednak wiele wątpliwości. Na przykład, czy te wyniki naprawdę mogą być wskazówką, co wydarzyło się około czterech miliardów lat temu na wczesnej Ziemi? Czy badacze mogą być naprawdę pewni, że odtwarzane przez nich warunki znajdują się w przestrzeni międzygwiezdnej?
Guillermo M. Mu? Oz Caro z zespołu europejskiego pisze: „jeszcze kilka parametrów wymaga jeszcze lepszego ograniczenia (…), zanim będzie możliwe wiarygodne oszacowanie pozaziemskiego dostarczania aminokwasów na wczesną Ziemię. W tym celu w najbliższej przyszłości zostanie przeprowadzona analiza in situ materiału kometowego za pomocą sond kosmicznych, takich jak Rosetta… ”
Statek kosmiczny ESA Rosetta ma na celu dostarczenie kluczowych danych do tego pytania. Rosetta, która zostanie uruchomiona w przyszłym roku, będzie pierwszą misją na orbitę i lądowanie na komecie, a mianowicie Komecie 46P / Wirtanen. Począwszy od 2011 roku Rosetta będzie miała dwa lata na szczegółowe zbadanie składu chemicznego komety.
Jak stwierdził naukowiec projektu Rosetta Gerhard Schwehm: „Rosetta będzie nosić wyrafinowane ładunki, które badają skład pyłu i gazu uwalnianego z jądra komety i pomagają odpowiedzieć na pytanie: czy komety przyniosły wodę i substancje organiczne na Ziemię?”
Jeśli aminokwasy mogą powstawać również w przestrzeni kosmicznej pośród gwiazd, jak sugerują nowe dowody, badania powinny również koncentrować się na chemii w przestrzeni międzygwiezdnej. Jest to dokładnie jeden z głównych celów astronomów przygotowujących się do teleskopu kosmicznego ESA Herschel.
Herschel, z imponującym lustrem o średnicy 3,5 metra (największym z kosmicznych teleskopów obrazowych), ma zostać uruchomiony w 2007 roku. Jedną z jego zalet jest to, że „zobaczy” rodzaj promieniowania, którego nigdy wcześniej nie wykryto. Promieniowanie to jest dalekiej podczerwieni i światłem submilimetrowym, dokładnie tym, co musisz wykryć, gdy szukasz złożonych związków chemicznych, takich jak cząsteczki organiczne.
Oryginalne źródło: ESA News Release
