رصد شكل معقد من الكربون خارج النظام الشمسي لأول مرة

تم رصد شكل معقد من الكربون الضروري للحياة على الأرض خارج النظام الشمسي لأول مرة. ويساعد وجودها في توضيح كيف يمكن للمركبات اللازمة للحياة أن تأتي من الفضاء.

الشكل الأكثر وفرة من الكربون في الكون هو ذلك الموجود في غاز أول أكسيد الكربون، ولكن من غير الواضح كيف يتحول هذا إلى مركبات معقدة موجودة في الحياة البيولوجية، والتي تحتوي عادة على روابط كيميائية أقوى.

وقد رصد علماء الفلك كويكبات – مثل ريوجو – تحتوي على مركبات ذات روابط كربونية أقوى. ويُعتقد أن مثل هذه الصخور الفضائية ربما تكون قد أوصلت مكونات الحياة إلى الأرض، لكن المصدر الأصلي لهذه المركبات القائمة على الكربون لا يزال غير مفهوم جيدًا.

الآن، قام بريت ماكغواير من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وزملاؤه بالبحث عن جزيء معقد قائم على الكربون يسمى البيرين واكتشفوه في منطقة تشكل النجوم تسمى سحابة الثور الجزيئية. تقع هذه السحب على بعد 430 سنة ضوئية، وهي واحدة من أقرب السحب إلى الأرض.

استخدم الباحثون مرصد جرين بانك في ولاية فرجينيا الغربية للبحث عن التوقيع الراديوي للبيرين. وستكون مثل هذه الجزيئات بمثابة وسطاء حاسمين بين أول أكسيد الكربون وجزيئات الكربون المعقدة في الكائنات الحية.

ليس من السهل اكتشاف البيرين النقي بوضوح باستخدام موجات الراديو، لذلك بحث ماكغواير وزملاؤه بدلاً من ذلك عن السيانوبيرين، وهو البيرين مع جزيء السيانيد المرتبط به، وقارنوه مع التوقيع المعملي للسيانوبيرين الذي قاموا أيضًا بإنتاجه وقياسه بعناية. في المختبر على الأرض.

يقول ماكغواير إن السحابة التي رأى فيها الباحثون السيانوبيرين باردة للغاية، عند حوالي 10 درجات فوق الصفر المطلق (-263 درجة مئوية)، مما يعني أننا نرى مركبات الكربون هذه موجودة في مرحلة قبل وقت طويل من تشكل النجم.

ويقول: “الآن، نحن نشهد طرفي دورة الحياة هذه”. يقول ماكغواير: “إننا نرى السجل الأثري الكيميائي في نظامنا الشمسي في الكويكبات وعلى الأرض، “والآن نحن ننظر إلى الوراء في الوقت المناسب إلى مكان سيتشكل فيه نظام شمسي آخر، ونرى نفس هذه الجزيئات تتشكل هناك. نحن نشهد بداية السجل الأثري.

بافتراض أن الإشارة الراديوية التي رصدها ماكغواير وفريقه من سحابة برج الثور الجزيئية تمثل أماكن أخرى في الفضاء، فإنها تشير إلى أن السيانوبيرين متوافر للغاية، وربما يكون واحدًا من أكبر الخزانات الكيميائية للكربون المعقد في الكون، كما يقول.

إن العثور على هذه الجزيئات والبيئة التي توجد فيها يعني أن الكيميائيين يمكنهم البدء في رسم التفاعلات الكيميائية الدقيقة والمسارات التي أدت في النهاية إلى اللبنات الأساسية للحياة على الأرض، مثل الأحماض النووية، كما يقول مارتن ماكوسترا من جامعة هيريوت وات بالمملكة المتحدة.

ويقول إنه ليس من السهل شرح كيفية تشكل جزيئات البيرين في المقام الأول. “ما الذي يوجد في تلك البيئة والذي من شأنه أن يقودنا إليه؟ [pyrenes]؟ نحن نرى هنا فهمًا أكثر ثراءً للكيمياء المعقدة المرتبطة بهذه الجزيئات العطرية.