کشف «مولکول قند» در فضای بین‌ستاره‌ای

قندها از مولکول‌های مهم در سامانه‌های زنده به شمار می‌روند. این مواد افزون بر آنکه می‌توانند انرژی مورد نیاز فرایندهای زیستی را فراهم کنند، در ساخته‌شدن بعضی ساختارهای مهم سلولی نیز نقش دارند. همچنین بخشی از مواد ژنتیکی موجودات زنده از ترکیبات قندی تشکیل شده است. به همین دلیل، آگاهی از اینکه نخستین قندها چگونه و در چه محیطی به وجود آمده‌اند، می‌تواند به شناخت بهتر مسیرهای شیمیایی پیش از پیدایش حیات کمک کند.

به گزارش ایسنا، یکی از این قندها «اریتـرولوز» نام دارد؛ مولکولی که از چهار اتم کربن ساخته شده است. این ماده روی زمین به‌طور معمول در تمشک و برخی محصولات آرایشی برنزه‌کننده بدون نور خورشید یافت می‌شود.

چگونگی شکل‌گیری نخستین مولکول‌های قندی روی زمین مدت‌ها یکی از پرسش‌های مورد توجه دانشمندان بوده است. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که این مولکول‌ها در شرایطی که برای زمین اولیه در نظر گرفته می‌شود، به‌آسانی تشکیل نمی‌شوند. از سوی دیگر، پیش‌تر قندهایی مانند ریبوز و گلوکز در نمونه‌های شهاب‌سنگی و سیارکی پیدا شده بودند.

 این شواهد احتمال می‌دادند که دست‌کم بخشی از قندهای موجود در زمین اولیه ممکن است منشأ فضایی داشته باشند. با این حال، تا پیش از پژوهش تازه، هیچ قندی به‌صورت مستقیم در «محیط میان‌ستاره‌ای»، یعنی فضای حاوی گاز و غبار میان ستاره‌ها، شناسایی نشده بود. بنابراین بررسی مستقیم چنین محیط‌هایی برای ارزیابی امکان ساخته‌شدن قندها در فضا ضرورت داشت.

ایزاسکون خیمنس‌سرا و همکارانش از موسسه تورخون دی آدردوز اسپانیا برای بررسی چگونگی شکل‌گیری مولکول‌های پیچیده و دارای اهمیت زیستی در فضا، پژوهشی درباره جست‌وجوی اریترولوز در یک ابر گازی و غباری نزدیک مرکز راه شیری انجام دادند. این گروه در پژوهش خود بررسی کرد که آیا نشانه‌های قابل اعتماد یک قند چهارکربنه را می‌توان در مواد پراکنده میان ستاره‌ها پیدا کرد یا خیر.

محققان ابر بزرگ گاز و غباری با نام «G+۰.۶۹۳-۰.۰۲۷» را بررسی کردند که در نزدیکی مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد. آنان برای مشاهده این ابر از دو رادیوتلسکوپ مستقر در اسپانیا استفاده کردند: رادیوتلسکوپ ۴۰ متری یبس و رادیوتلسکوپ ۳۰ متری «IRAM». رادیوتلسکوپ‌ها به جای نور مرئی، امواج رادیویی رسیده از فضا را دریافت می‌کنند.

مولکول‌های مختلف می‌توانند مجموعه مشخصی از علامت‌ها یا الگوهای رادیویی ایجاد کنند؛ الگویی که می‌توان آن را مانند اثر انگشت ویژه هر مولکول در نظر گرفت. پژوهشگران داده‌های رصدی این ابر را با الگوی اریترولوز که پیش‌تر در آزمایشگاه اندازه‌گیری شده بود، مقایسه کردند.

نتایج این مقایسه از شناسایی اریترولوز در ابر مورد بررسی حکایت داشت. پژوهشگران ۱۲ مجموعه علامت منطبق با الگوی آزمایشگاهی این قند پیدا کردند. وجود چندین مجموعه علامت سازگار، به آنان امکان داد حضور این مولکول را در داده‌های رادیویی تشخیص دهند. بر اساس این یافته، اریترولوز نخستین قندی است که به‌طور مستقیم در محیط میان‌ستاره‌ای شناسایی شده است. این کشف نشان می‌دهد که محیط‌های فضایی تنها محل حضور مولکول‌های بسیار ساده نیستند و مولکول‌های پیچیده‌تر و مرتبط با فرایندهای زیستی نیز می‌توانند در چنین محیط‌هایی شکل بگیرند.

پژوهشگران همچنین دریافتند که مقدار اریترولوز در این ابر گاز و غبار دست‌کم هشت برابر بیشتر از قندهای مشابه سه‌کربنه است. قندهای سه‌کربنه مورد مقایسه در همین مکان شناسایی نشدند. این تفاوت نشان می‌دهد که تعداد بیشتر اتم‌های کربن لزوماً به معنای کمتر بودن فراوانی یک قند در محیط فضایی نیست. یافته‌ها همچنین از این احتمال پشتیبانی می‌کنند که اریترولوز ابتدا از مولکول‌های ساده‌تر و روی سطح دانه‌های غبار فضایی ساخته شود و سپس در مجموعه‌های شیمیایی پیچیده‌تر حضور پیدا کند.

اهمیت این کشف به وجود یک قند خاص در نزدیکی مرکز راه شیری محدود نمی‌شود. این نتیجه نشان می‌دهد برخی از مواد دارای اهمیت زیستی می‌توانند پیش از ورود به سیاره‌ها و در فضای میان‌ستاره‌ای ساخته شوند. دانه‌های غبار موجود در ابرهای فضایی ممکن است سطح مناسبی برای نزدیک‌شدن و واکنش‌دادن مولکول‌های ساده فراهم کنند. در نتیجه، مواد حاصل از این واکنش‌ها می‌توانند بخشی از مجموعه ترکیبات شیمیایی پیچیده‌تری شوند که در مراحل بعدی در دسترس اجرام آسمانی قرار می‌گیرند.

قندها در تأمین انرژی، ساخت اجزای زیستی و تشکیل بخش‌هایی از مواد ژنتیکی نقش دارند. بنابراین امکان ساخته‌شدن آنها در فضا می‌تواند برای بررسی مواد شیمیایی در دسترس فرایندهای اولیه سوخت‌وساز و همانندسازی اهمیت داشته باشد. سوخت‌وساز به مجموعه واکنش‌هایی گفته می‌شود که انرژی و مواد لازم را برای فعالیت یک سامانه زیستی فراهم می‌کنند و همانندسازی نیز فرایندی است که در آن اطلاعات یا ساختارهای زیستی تکثیر می‌شوند. با این حال، این یافته به‌تنهایی وجود حیات در آن ابر فضایی را نشان نمی‌دهد؛ بلکه بیانگر آن است که بعضی از مواد اولیه مرتبط با شیمی حیات می‌توانند در فضا تشکیل شوند.

گفتنی است مقاله علمی پژوهشی برگرفته از این پژوهش جالب در نشریه «Nature Astronomy» منتشر شده است؛ نشریه‌ای علمی در حوزه اخترشناسی که به مجموعه انتشاراتی «Springer Nature» وابسته است.

«تاتو» فقط یک نقاشی روی سطح پوست نیست

بیشتر بخوانید:

افشای راز انتشار گاز متان توسط «ناسا» (+عکس)

تماشاخانه

مروری بر فینال‌های جام جهانی ؛ ۱۳ تیم ، ۸ برنده / اعداد درباره این مسابقات چه می‌گویند؟

انگلستان در برابر نروژ یا حمله دوباره وایکینگ‌ها به انگلوساکسون‌ها / ۱۳۰۰ سال پیش چه اتفاقی افتاد؟

فیلم های دیگر