اخترشناسان از دیرباز حدس میزدند که ممکن است قند یا شکر در اعماق فضا – یعنی در مرزهایی فراتر از منظومه شمسی ما – وجود داشته باشد. این فرضیه پیش از این با تجزیه و تحلیل نمونههای بازگردانده شده از سیارک بنو (Bennu) اثبات شده بود، اما دانشمندان میخواستند یک گام فراتر بروند: آیا راهی برای ردیابی و شناسایی مستقیم قند در فضای تاریک و بیانتهای بینستارهای وجود دارد؟
به گزارش واضح به نقل از نیچر استرونومی (Nature Astronomy)، پاسخ این پرسش یک «بله» محکم و هیجانانگیز است. پژوهشگران با استفاده از تلسکوپهای رادیویی ۴۰ متری یبس (Yebes) و ۳۰ متری IRAM در اسپانیا، موفق به ثبت اولین ردیابی مستقیم اریترولوز (Erythrulose) – یک قند چهارکربنه – در ابر مولکولی عظیمی به نام G+۰.۶۹۳−۰.۰۲۷ شدهاند. این تیم تحقیقاتی برای این اکتشاف، دادههای طیفی جمعآوریشده از این ابر غبارآلود را که در نزدیکی مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد، تحلیل کردند. یافتههای جدید ثابت میکند که پیچیدگیهای شیمیایی حیات میتواند در فضا، حتی بسیار پیش از متولد شدن ستارهها یا سیارات شکل بگیرد.
ایزاسکون خیمنز-سرا (Izaskun Jiménez-Serra)، نویسنده اول این مطالعه و اخترشناس مرکز اخترزیستشناسی اسپانیا، در این باره میگوید: «قندها ترکیبات آلی حیاتی و ضروری هستند؛ چرا که ساختار و ستون فقرات RNA و DNA را تشکیل میدهند. هدف ما این بود که بفهمیم آیا قندها میتوانند در ابرهای مولکولی (همان مهدکودکهای ستارهای که ستارهها و سیارات در آنها متولد میشوند) سنتز و ساخته شوند یا خیر.»
از بوتههای تمشک تا اعماق کهکشان
روی زمین، اریترولوز یک مولکول قند طبیعی است که به وفور در تمشکهای سرخ یافت میشود. به گفته خیمنز-سرا، اریترولوز در محیطهای آبی به مادهای به نام تیروز (Threose) تبدیل میشود که به خانواده اسیدهای نوکلئیک ساده تعلق دارد و یک «پیشساز تکاملی احتمالی برای RNA» به شمار میرود. او میافزاید که اریترولوز یک ترکیب «به شدت کلیدی» برای درک تاریخچه شیمیایی پیدایش حیات است.
به طور کلی، اخترشناسان پیش از این آثاری از قندها را در شهابسنگها و سیارکها کشف کرده بودند. به عنوان مثال، علاوه بر سیارک بنو، اخیراً مشخص شد که شهابسنگ معروف اورگیل (Orgueil) نیز حاوی قند است. سپس در سال ۲۰۱۸، محققان ناسا موفق شدند مولکولهای قند را در شرایط آزمایشگاهی که به شدت شبیه به فضای خلاء بینستارهای بود، شبیهسازی و تولید کنند. دانشمندان در این مقاله اشاره کردهاند که احتمال وجود اریترولوز به طور خاص در اجرام آسمانی بخشهای بیرونی منظومه شمسی همواره مطرح بوده است.
شکار اثر انگشت طیفی قند در فضا
خیمنز-سرا توضیح میدهد که با وجود فرضیات قبلی، دانشمندان تا پیش از این مطالعه هرگز نتوانسته بودند ردپای اریترولوز – یا در واقع هر نوع قند دیگری را – به طور مستقیم در محیط بینستارهای پیدا کنند. هدف از این مطالعه جدید پر کردن این خلاء علمی بزرگ بود. او و همکارانش به دنبال «اثر انگشت چرخشی منحصربهفرد» مولکول اریترولوز در ابر مولکولی G+۰.۶۹۳−۰.۰۲۷ گشتند.
از طریق تجزیه و تحلیل طیفسنجی در آزمایشگاه، این تیم موفق به شناسایی ۱۲ خط طیفی مستقل شد که دقیقاً با الگوی تابش پیشبینیشده برای اریترولوز مطابقت داشت (هر عنصر یا مولکولی در جهان دارای یک امضای طیفی منحصربهفرد است که اخترشناسان از آن برای شناسایی مواد در فضا استفاده میکنند). نکته شگفتانگیز این بود که بررسیها نشان داد میزان اریترولوز موجود در این ابر مولکولی، هشت برابر بیشتر از قندهای سادهتر سه کربنه است.
تقویم شیمیایی کیهان پیش از تولد منظومهها
ابرهای مولکولی، همانطور که از نامشان پیداست، تودههای نامنظم و عظیمی از غبار و گاز در فضای بینستارهای هستند. اگرچه این ابرها به عنوان «مهدکودکهای ستارهای» شناخته میشوند و محل تولد ستارههای جدید هستند، اما در این مرحله هنوز ستارهها و سیاراتی در آنها شکل نگرفتهاند. بنابراین، کشف اریترولوز در این ابرهای اولیه به شدت نشان میدهد که «برخی از مواد اولیه شیمیایی مورد نیاز برای پیدایش حیات، از قبل در همان ماده خامی که منظومههای سیارهای از آن ساخته میشوند، وجود داشته است.»
خیمنز-سرا میافزاید: «مهمتر از همه، این کشف مسیر جدیدی را برای مطالعه یک خانواده کاملاً تازه از ترکیبات آلی (قندها و مشتقات آنها) در سراسر کهکشان باز میکند.» قدم بعدی این تیم تحقیقاتی، جستجو برای یافتن قندهای بزرگتر و پیچیدهتر مانند ریبوز (Ribose) – که جزء اصلی ساختار RNA است – خواهد بود. امید میرود که ترکیب مناسبی از مشاهدات نجومی، آزمایشهای آزمایشگاهی و محاسبات تئوری بتواند به زودی روشن کند که آجرهای سازنده حیات چگونه در خلاء سرد و تاریک فضای بینستارهای شکل گرفته و عمل میکنند.
آگهی فردا