Pierwszy prawdziwy cukier znaleziony w przestrzeni międzygwiazdowej, 27 000 lat świetlnych od Ziemi

Pierwszy prawdziwy cukier znaleziony w przestrzeni międzygwiazdowej

Astronomowie wykryli cząsteczkę cukru erytrulozę w zimnym obłoku gazu o nazwie G+0.693-0.027, położonym około 27 000 lat świetlnych od Ziemi, w pobliżu centrum Drogi Mlecznej. Odkrycie, opublikowane 14 lipca w czasopiśmie Nature Astronomy, jest pierwszym bezpośrednim zidentyfikowaniem prawdziwego cukru w ośrodku międzygwiazdowym, czyli rzadkim gazie i pyle rozproszonym między gwiazdami. Erytruloza jest monosacharydem złożonym z czterech atomów węgla, ośmiu wodoru i czterech tlenu. Na Ziemi nadaje malinom słodycz, należy do tej samej rodziny chemicznej co ryboza i glukoza, a także jest używana w produktach do samoopalania, ponieważ reaguje z białkami skóry, dając tymczasowy brązowy kolor.

Jak dokonano wykrycia

Sygnał został przechwycony przez dwa radioteleskopy w Hiszpanii: 40-metrową antenę w Yebes oraz 30-metrową antenę IRAM na Pico Veleta. Dopasowując 12 zestawów emisji radiowych do widm laboratoryjnych zmierzonych na Uniwersytecie Kraju Basków, międzynarodowy zespół pod kierownictwem Izaskun Jiménez-Serra z Centro de Astrobiología (CAB) potwierdził tożsamość erytrulozy. Obłok G+0.693 znajduje się zaledwie około 450 lat świetlnych od centrum Galaktyki, w regionie, przez który przeszły bliźniacze sondy Voyager NASA podczas swojej podróży na zewnątrz.

Budulce życia

Sama erytruloza nie jest niezbędna do życia w znanej nam postaci, ale może łatwo reagować, tworząc treozę. Treoza jest cukrowym szkieletem kwasu treozonukleinowego (TNA), prostszego polimeru genetycznego, który według niektórych badaczy mógł poprzedzać RNA we wczesnej biochemii. Nowo odkryty cukier jest chiralny, występuje w dwóch lustrzanych formach, co może wpływać na interakcje cząsteczek biologicznych. Wcześniejsze odkrycia wykazały już, że złożone cząsteczki organiczne mogą powstawać w kosmosie: około 25 lat temu w pobliżu centrum Galaktyki zaobserwowano kuzyna cukru stołowego; rybozę, kluczowy składnik RNA, wyizolowano z dwóch meteorytów w 2019 roku; glukozę znaleziono w czarnych ziarnach przywiezionych z asteroidy Bennu przez misję OSIRIS-REx NASA; a w 2023 roku aminokwas tryptofan wykryto w obłoku gwiazdotwórczym.

Niespodziewana obfitość

Zgodnie ze standardowymi modelami astrochemicznymi, większe cząsteczki powinny być rzadsze niż mniejsze. Jednak zespół odkrył, że erytruloza była co najmniej osiem, a być może nawet 17 razy bardziej obfita niż porównywalne cukry zawierające tylko trzy atomy węgla, które w ogóle nie zostały wykryte w tym samym obłoku ani w wcześniej badanych regionach. Eksperymenty laboratoryjne z chemikami z Uniwersytetu Estremadury i Uniwersytetu Radboud w Holandii sugerują wyjaśnienie: erytruloza może powstawać na lodowych powierzchniach międzygwiazdowych ziaren pyłu z prostych dwuwęglowych alkoholi i aldehydów, omijając potrzebę stopniowego dodawania atomów węgla. Mając 14 atomów, erytruloza jest największą niecykliczną cząsteczką kiedykolwiek zidentyfikowaną w ośrodku międzygwiazdowym i pierwszą zawierającą cztery atomy tlenu.

Co mówią eksperci

Astrofizyczka Erika Hamden z Uniwersytetu Arizony, która nie brała udziału w badaniu, nazwała odkrycie nieskazitelnym przykładem materii organicznej dryfującej w Galaktyce.

To nieskazitelny przykład rzeczy, które po prostu unoszą się w Galaktyce.

Współautor badania Carlos Briones powiedział, że wynik otwiera drogę do wykrywania jeszcze większych cukrów.

Wykrycie erytrulozy w obłoku molekularnym to ekscytujące odkrycie, ponieważ otwiera możliwość identyfikacji większych cukrów (takich jak ryboza, która jest składnikiem RNA) i innych cząsteczek istotnych dla pochodzenia życia w ośrodku międzygwiazdowym.

Astronom z Uniwersytetu w Lejdzie, Michiel Hogerheijde, zauważył, że astronomowie są zgodni, iż wszystkie składniki życia są obecne w wielu miejscach we wszechświecie, ale czas i mechanizm ich składania pozostają otwartymi pytaniami.

Jest prawdopodobne, że uderzenia planetoid lub meteorytów w młodą Ziemię, wraz z ich dostawą cukrów, mogły nadać pochodzeniu życia impuls we właściwym kierunku.

Oś czasu międzygwiazdowych cukrów

Podróż od prostych cząsteczek do budulców genetyki została prześledzona krok po kroku.