Nøglebyggesten til organiske molekyler opdaget i meteoritter

Forskere fra Japan og USA har bekræftet tilstedeværelsen i meteoritter af et vigtigt organisk molekyle, som kan have været brugt til at bygge andre organiske molekyler, herunder nogle brugt af livet. Opdagelsen validerer teorier om dannelsen af ​​organiske forbindelser i udenjordiske miljøer.

Livets kemi bygger på organiske forbindelser, molekyler indeholdende kulstof og brint, som også kan omfatte oxygen, nitrogen og andre grundstoffer. Selvom det almindeligvis forbindes med livet, organiske molekyler kan også skabes af ikke-biologiske processer og er ikke nødvendigvis indikatorer for liv. Et vedvarende mysterium med hensyn til livets oprindelse er, hvordan biologi kunne være opstået fra ikke-biologiske kemiske processer, kaldet præbiotisk kemi. Organiske molekyler fra meteoritter er en af ​​kilderne til organiske forbindelser, der fører til dannelsen af ​​liv på Jorden.

Lektor Yasuhiro Oba fra Hokkaido Universitet ledede et team af forskere, som opdagede tilstedeværelsen af ​​et præbiotisk organisk molekyle kaldet hexamethylentetramin (HMT) i tre forskellige kulstofrige meteoritter. Deres opdagelse, offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation , validerer modeller og teorier, der foreslår HMT som et nøglemolekyle i dannelsen af ​​organiske forbindelser i interstellare miljøer.

Ved at bekræfte tilstedeværelsen af ​​HMT i meteoritter for første gang, dette arbejde understøtter hypotesen om, at forbindelsen var til stede i asteroider, forældrelegemerne til mange meteoritter. Tidligt i solsystemets historie, mange asteroider kunne være blevet opvarmet af kollisioner eller henfald af radioaktive grundstoffer. Hvis nogle asteroider var varme nok og havde flydende vand, HMT kunne være gået i stykker for at give byggesten, der igen reagerede på at lave andre vigtige biologiske molekyler, som er blevet fundet i meteoritter, herunder aminosyrer. Nogle typer aminosyrer bruges af livet til at lave proteiner, som bruges til at bygge strukturer som hår og negle, eller for at fremskynde og regulere kemiske reaktioner.

Mens mangfoldigheden af ​​organiske forbindelser i meteoritter er veldokumenteret, mange spørgsmål er tilbage om de processer, hvorved disse forbindelser blev dannet. De vigtigste meteoritter inden for dette forskningsområde er kulstofholdige kondritter, stenede meteoritter, der indeholder høje procentdele af vand og organiske forbindelser. Eksperimentelle modeller har vist, at en kombination af vand, ammoniak og methanol, når de udsættes for fotokemiske og termiske forhold, der er almindelige i udenjordiske miljøer, give anledning til en række eller organiske forbindelser, den mest almindelige er HMT. Interstellar is er rig på methanol. Hypotetisk set, HMT bør være almindelig i vandholdige udenjordiske materialer, men, indtil denne undersøgelse, det var ikke blevet opdaget.

HMT er modtagelig for nedbrydning, når det udsættes for processer, der almindeligvis anvendes til analyse af organiske forbindelser i meteoritter. Forskerne udviklede en metode, der specifikt ekstraherede HMT fra meteoritter med minimal nedbrydning. Denne metode gjorde det muligt for dem at isolere betydelige mængder af HMT- ​​og HMT-derivater fra meteoritterne Murchison, Murray og Tagish Lake.

Forskerne undersøgte også den rolle, HMT-derivater kan have spillet i dannelsen af ​​aminosyrer i meteoritter. Selvom de ikke var i stand til at drage endelige konklusioner i denne undersøgelse, opdagelsen af ​​HMT og dets derivater i disse meteoritter vil føre til fremtidige eksperimenter for at forstå oprindelsen og kemiske dannelsesprocesser af aminosyrer og andre præbiotiske forbindelser i udenjordiske miljøer.

Yasuhiro Oba er en del af Astrophysical Chemistry/Ice &Planetary Science Group på Institute of Low Temperature Science, hvor han studerer kemisk udvikling af forbindelser i skalaer fra molekylære skyer til planetsystemer.