آیا مولکول‌های حیات می‌توانند در اعماق فضا شکل بگیرند؟ + تصویر

01

از 06

بازآفرینی شرایط خشن فضای میان‌ستاره‌ای

پژوهشگران با بهره‌گیری از یک محفظه کوچک و مهروموم‌شده، موفق شدند محیط سخت حاکم بر ابرهای عظیم غبار میان‌ستاره‌ای را بازسازی کنند؛ نواحی دورافتاده‌ای در هزاران سال نوری آن‌سوتر از زمین که از نامساعدترین محیط‌های شناخته‌شده در کیهان به‌ حساب می‌آیند. در این ابرها، دما تا حدود منفی ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد سقوط می‌کند و فشار به حدی ناچیز است که برای حفظ خلا، تقریبا تمامی ذرات گازی باید به‌ طور پیوسته حذف شوند. تیم تحقیقاتی در چنین شرایطی، رفتار ذرات باقی‌مانده در برابر تابش را زیر نظر گرفت؛ رفتاری که به‌ دقت آنچه در فضای واقعی میان‌ستاره‌ای رخ می‌دهد را بازتاب می‌دهد.

سرجیو یوپولو در توضیح این پژوهش گفت: «از آزمایش‌های قبلی می‌دانیم که اسیدهای آمینه ساده‌ای مانند گلایسین در فضای میان‌ستاره‌ای تشکیل می‌شوند، اما هدف ما این بود که بررسی کنیم آیا مولکول‌های پیچیده‌تری نظیر پپتیدها نیز پیش از ورود به فرایند شکل‌گیری ستارگان و سیارات، به‌ طور طبیعی بر سطح دانه‌های غبار پدید می‌آیند یا خیر.»

02

از 06

از مولکول‌های ساده تا مولکول‌های حیات در فضا

مقاله پیشنهادی: شگفت‌انگیزترین تصاویر فضایی سال ۲۰۲۵

پپتیدها هنگامی شکل می‌گیرند که اسیدهای آمینه در زنجیره‌های کوتاه به یکدیگر پیوند یابند و اتصال چند پپتید باعث تولید پروتئین‌هایی می‌شود که پایه و اساس حیات به‌ حساب می‌آیند. درک روند شکل‌گیری این پیش‌سازهای پروتئینی، گامی کلیدی در کشف سرچشمه زندگی است. پژوهشگران برای مطالعه این فرایند، گلایسین را درون محفظه‌ و تحت تابش شبیه‌سازی‌شده کیهانی قرار دادند؛ تابشی که با استفاده از شتاب‌دهنده یون در مرکز تحقیقاتی HUN-REN Atomki تولید شد. سپس تیم علمی با دقت تغییرات شیمیایی رخ‌داده را مورد بررسی قرار داد. آلفرد توماس هاپکینز توضیح داد: «مشاهده کردیم که مولکول‌های گلایسین شروع به واکنش با یکدیگر کردند و پپتید و آب تولید شد؛ این نشان می‌دهد که همین فرایند به‌ طور طبیعی در فضای میان‌ستاره‌ای رخ می‌دهد.» وی تصریح کرد: «این گامی است به سوی شکل‌گیری پروتئین‌ها روی ذرات غبار کیهانی، همان موادی که در ادامه ساختار سیارات سنگی را شکل می‌دهند.»

03

از 06

ابرهای غبار شکل‌دهنده ستاره؛ زایشگاه‌های شیمیایی کیهانی

بیشتر بخوانید: کشف سیاه‌چاله‌ای ۵۰ میلیون برابر خورشید

سرجیو یوپولو، آلفرد توماس هاپکینز و تیم آنها تمرکز خود را بر ابرهای غبار عظیم میان ستاره‌ای گذاشته‌اند، چرا که این نواحی در نهایت زمینه‌ساز شکل‌گیری سامانه‌های خورشیدی جدید هستند. یوپولو بیان کرد: «پیش‌تر بر این باور بودیم که در این ابرها تنها مولکول‌های بسیار ساده شکل می‌گیرند و مولکول‌های پیچیده‌تر تنها زمانی تولید می‌شوند که گازها به تدریج در دیسکی جمع شوند، که در نهایت ستاره‌ای را به وجود می‌آورد.» وی تصریح کرد: «اما یافته‌های ما نشان می‌دهد که این تصور اشتباه است.» این بازنگری علمی نشان می‌دهد که مولکول‌های حیاتی مرتبط با حیات به احتمال زیاد بسیار فراوان‌تر و گسترده‌تر از تصور دانشمندان در فضا حضور دارند.

04

از 06

پیامدهای این یافته‌ها برای زندگی فرازمینی

ابرهای غبار میان‌ستاره‌ای با گذر زمان فرو می‌ریزند و ستاره‌ها و سیارات را پدید می‌آورند. در جریان این فرایند، بلوک‌های شیمیایی ریز می‌توانند روی سیارات سنگی تازه شکل‌گرفته منتقل شوند. سرجیو یوپولو توضیح داد: «این گازها به تدریج به ستاره و سیاره تبدیل می‌شوند و ذرات ریز شیمیایی روی سیارات سنگی در سامانه‌های خورشیدی جدید فرود می‌آیند. اگر این سیارات در منطقه قابل سکونت قرار داشته باشند، احتمال واقعی برای شکل‌گیری زندگی وجود دارد.» وی عنوان کرد: «با وجود این، هنوز مشخص نیست زندگی دقیقا چگونه آغاز شده است، اما پژوهش‌هایی مانند ما نشان می‌دهند که بسیاری از مولکول‌های پیچیده ضروری برای حیات به‌ طور طبیعی در فضای میان‌ستاره‌ای تولید می‌شوند.»

05

از 06

یک فرایند شیمیایی برای تشکیل مولکول‌های حیات در فضا

برای مطالعه بیشتر: شش رویداد نجومی شگفت‌انگیز که شاید ببینید + ویدیو

در نگاه نخست، شکل‌گیری پپتیدها از اسیدهای آمینه ساده ممکن است گام کوچکی به نظر برسد، اما واکنش شیمیایی اتصال اسیدهای آمینه، در همه جا از قوانین یکسانی پیروی می‌کند. هاپکینز گفت: «تمام انواع اسیدهای آمینه از طریق همین واکنش به پپتید متصل می‌شوند. بنابراین احتمال بالایی وجود دارد که پپتیدهای دیگر نیز به‌ طور طبیعی در فضای میان‌ستاره‌ای شکل بگیرند. ما هنوز این موضوع را بررسی نکرده‌ایم، اما برنامه داریم که در آینده این تحقیقات را ادامه دهیم.»

06

از 06

جست‌وجوی سایر بلوک‌های سازنده حیات در فضا

پروتئین‌ها تنها اجزای لازم برای حیات نیستند؛ غشاها، نوکلئوبازها و نوکلئوتیدها نیز از عناصر اساسی به حساب می‌آیند. هنوز مشخص نیست که آیا این مولکول‌های حیات می‌توانند به‌ طور طبیعی در فضای میان‌ستاره‌ای شکل بگیرند یا خیر. پژوهشگران مرکز کاتالیز میان‌ستاره‌ای (Interstellar Catalysis) با حمایت بنیاد ملی تحقیقات دانمارک به بررسی این پرسش‌ها ادامه می‌دهند.

پروفسور لیو هورن‌کر، رهبر مرکز InterCat و نویسنده همکار مقاله توضیح داد: «این مولکول‌ها از کلیدی‌ترین بلوک‌های سازنده حیات هستند و احتمال دارد در شیمی پیش‌زیستی اولیه، نقش فعالی ایفا کنند و واکنش‌های دیگری را کاتالیز نمایند که مسیر شکل‌گیری زندگی را می‌سازند.» سرجیو یوپولو بیان کرد: «هنوز کشف‌های زیادی در انتظار ما است، اما تیم تحقیقاتی ما در تلاش است تا پاسخ بسیاری از این پرسش‌های بنیادی را بیابد. تاکنون دریافته‌ایم که بسیاری از بلوک‌های سازنده حیات در فضا شکل می‌گیرند و به احتمال زیاد در آینده، موارد بیشتری نیز کشف خواهند شد.»