שתי פרודות אורגניות מורכבות נתגלו בחלל

המדובר בפרודות אתיל פורמאט ופרופיל ציאניד. המודלים החישוביים בדבר הכימיה הבין-כוכבית מצביעים כי בנוסף לשתים אלו, עשויות להימצא פרודות אורגניות גדולות אף יותר, בכללן חומצות האמינו שעדיין לא התגלו

מדענים ממכון מקס פלנק לאסטרונומית רדיו בבון (גרמניה), מאוניברסיטת קורנל (ארה”ב) ומאוניברסיטת קלן (גרמניה) גילו שתיים מהפרודות האורגניות המורכבות ביותר שנתגלו עד כה בחלל הבין-כוכבי: אתיל פורמאט ופרופיל ציאניד. המודלים החישוביים שלהם בדבר הכימיה הבין-כוכבית מצביעים כי בנוסף לשתים אלו, עשויות להימצא פרודות אורגניות גדולות אף יותר, בכללן חומצות האמינו שעדיין לא התגלו – אותן תרכובות החיוניות לחיים.

טלסקופ בספרד (IRAM 30 m) שימש לגילוי פליטה של פרודות באזור שבו מתחיל להתהוות כוכב (Sagittarius B2), קרוב למרכז הגלקסיה שלנו. שתי הפרודות התגלו בתוך ענן דחוס וחם של גז המכונה “Large Molecule Heimat” המכיל כוכב קורן שנוצר זה מכבר (במונחים אסטרונומיים). פרודות אורגניות מסוגים שונים כבר התגלו בעבר בענן זה, בכללן: כהלים, אלדהידים וחומצות. שתי הפרודות החדשות – אתיל פורמאט (ethyl formate, C2H5OCHO) ופרופיל ציאניד (n-propyl cyanide, C3H7CN) מייצגות שני סוגים שונים של פרודות – אסטרים וציאנידים אלקיליים – שהם המורכבים ביותר שהתגלו עד כה בחלל הבין-כוכבי.

אטומים ופרודות פולטים קרינה באורכי-גל ייחודיים, הנראים כ”פסים” אופייניים בספקטרום האלקטרומגנטי ממקור אסטרונומי. זיהוי החתימה של פרודה בספקטרום זה דומה לזיהוי טביעת-אצבע בבני-אדם. “הקושי באיתור פרודות מורכבות טמון בעובדה כי גם המקורות האסטרונומיים הטובים ביותר מכילים כה הרבה פרודות שונות עד כי “טביעות האצבע” שלהן חופפות וקשה לזהותן,” אמר Arnaud Belloche, מדען ממכון מקס פלנק ואחד מכותבי המאמר הדן במחקר זה. “עוד יותר קשה לזהות פרודות גדולות מכיוון שטביעות האצבע שלהן כמעט ובלתי-נראות: הפליטה שלהן מפוזרת להרבה יותר פסים שעוצמתם חלשה יותר” מוסיף אחד מהחוקרים. מתוך 3700 פסים ספקטראליים שאותרו באמצעות הטלסקופ הזה, הצוות הצליח לזהות 36 מתוכם השייכים לשתי פרודות חדשות אלו.

בשלב הבא השתמשו החוקרים במודל חישובי בכדי להבין את התהליכים הכימיים שאפשרו את היווצרותן של פרודות אחרות בחלל. תגובות כימיות יכולות לנבוע מהתנגשויות בין חלקיקים גזיים; אולם בחלל מצויים גם גרעינים זעירים של אבק המפוזרים בגז הבין-כוכבי ואלו יכולים לשמש כאתרים בהם אטומים עשויים להגיב אחד עם השני ליצירת פרודות גדולות יותר. כתוצאה מכך, על הגרעינים מצטברות שכבות של קרח, המורכבות בעיקר ממים, אך מכילות גם מספר פרודות אורגניות בסיסיות כגון: מתאנול – הכוהל הפשוט ביותר.

“אולם, נראה כי פרודות גדולות יותר לא נוצרות בצורה זו – אטום אחר אטום,” מסביר אחד מהחוקרים. בניגוד לכך, המודלים החישוביים מרמזים כי הפרודות המורכבות יותר נוצרות מקטע אחר מקטע, תוך שימוש באבני-בניין שנוצרו קודם לכן, כדוגמת המתאנול שכבר קיים על גרעיני האבק. המודלים החישוביים מראים כי מקטעים אלו, או “קבוצות תפקודיות” יכולות לחבור יחדיו ביעילות לקבלת “שרשרת” בסדרת שלבים קצרים. נראה כי שתי הפרודות החדשות שנתגלו נוצרו דווקא בשיטה זו.

מוסיף אחד מהחוקרים: “אין רואים כרגע גבול לגודלן של הפרודות המסוגלות להיווצר בתהליך שכזה – כך שיש סיבה טובה לצפות לנוכחותן של פרודות אורגניות מורכבות אף יותר – אם נצליח לאתרן.”

אחד מהחוקרים הראשיים מאמין כי הדבר יתרחש בעתיד הקרוב: “מה שאנו עושים כעת דומה למציאת מחט בערימת שחת. מכשירים מתקדמים יותר (כגון Atacama Large Millimeter Array) יוכלו לאפשר בחינה יעילה יותר לאיתורן של פרודות אורגניות בחלל הבין-כוכבי.” ייתכן שבקרבן יימצאו אפילו חומצות אמינו, הנדרשות ליצירת חלבונים, ועל-כן חיוניות לחיים על פני כדור-הארץ. בעבר נעשו ניסיונות לאתר את חומצת האמינו הפשוטה ביותר, גליצין (NH2CH2COOH), אך היא מעולם לא זוהתה. אולם, הגודל והמורכבות של פרודה זו יכולים להתאים לשתי הפרודות החדשות שהתגלו ע”י הצוות. מאמר לגביי מחקר זה פורסם בכתב-העת המדעי Astronomy & Astrophysics.

מקורות:

• המאמר המקורי – בגרמנית
• הידיעה על המחקר – באנגלית

באותו הנושא באתר הידען:

• איך יראו החיים סביב שמש קרה?