_ Cercetătorii fac lumină asupra cum se poate forma ingredientul cheie pentru viață în spațiu

O echipă condusă de chimiști de la Universitatea din Maryland a descoperit o nouă modalitate de a crea carbeni, o clasă de molecule extrem de reactive, dar notoriu de scurtă durată și instabile. Implicați în multe reacții chimice de înaltă energie, cum ar fi crearea de carbohidrați, carbenele sunt precursori esențiali pentru elementele de bază ale vieții de pe Pământ – și posibil în spațiu.

Oamenii de știință au format cu succes un carben numit hidroximetilenă (HCOH). ) prin descompunerea metanolului (un alcool comun care se găsește în multe substanțe chimice industriale precum formaldehida) cu impulsuri de radiații ultraviolete. Rezultatele au fost publicate într-o lucrare din 14 mai 2024, în Journal of the American Chemical Society.

„Este surprinzător să vedem că această carbenă provine dintr-o moleculă atât de banală, cum ar fi metanolul – avem sticle de squirt de este în laboratoare de peste tot”, a spus Leah Dodson, profesor asistent de chimie și biochimie la UMD și autor principal al lucrării.

„Laserele UV cu lungime de undă de 193 nanometri sunt, de asemenea, destul de standard se formează în mod natural în locuri precum spațiul, unde există mult metanol și radiații ultraviolete, iar reacțiile ulterioare ale carbenelor formate în spațiu prin acest proces ar putea duce la biomolecule care formează viața.”

Descoperirile lucrării. dezvăluie indicii despre mecanismele din spatele formării și reacției carbenelor pe Pământ, ceea ce duce la o mai bună înțelegere a potențialului moleculei de a crea zaharuri necesare vieții.

„Există cercetări stabilite care sugerează că HCOH poate reacționa pentru a forma zaharuri simple. , inclusiv unele care au fost detectate anterior în spațiu”, a spus autorul principal al studiului, Emily Hockey. „Credem că este posibil ca acest carben, din moment ce provine dintr-o moleculă atât de omniprezentă în spațiu și poate fi detectată oriunde, să fie piesa lipsă, care remediază golurile în cunoștințele noastre despre modul în care metanolul și zaharurile simple pot duce la biomolecule mai mari și mai avansate. „

Datorită super-reactivității lor, moleculele de carben au, de obicei, durate de viață foarte scurte. Aceste caracteristici fac carbenele în general dificil de generat și observat de către oamenii de știință, ceea ce a limitat o înțelegere profundă a moleculei. Dar noua metodă de producere a carbenelor a echipei UMD le-a permis să studieze moleculele suficient de aproape pentru a vedea formarea și degradarea lor pe intervale de timp de milisecunde. Cercetătorii au fost surprinși să descopere că HCOH a reacționat relativ lent cu oxigenul la temperatura camerei.

„Când ne-am uitat la reactivitatea HCOH în sistemul nostru de temperatură a camerei, am văzut că s-a degradat în 15 milisecunde”, a explicat Hockey. „Ceea ce este interesant este că, deoarece carbenele sunt considerate a fi o specie super reactivă, este rezonabil să presupunem că acest carben ar reacționa atât de repede la ceva precum oxigenul, încât este imposibil de prins. Dar nu asta s-a întâmplat. Deși carbenul se descompune mai repede și mai rapid atunci când am fost expuși la oxigen, a fost suficient de lent încât am putut încă să observăm acea degradare.”

Cercetătorii cred că metoda lor de producere și studiere a carbenelor va ajuta astronomii și astrochimiștii să obțină noi perspective asupra originilor. a vieții și modul în care viața în spațiu ar fi putut evolua diferit de viața de pe Pământ. Ei speră să se bazeze pe descoperirile lor, uitându-se mai îndeaproape la ceea ce se întâmplă în timpul descompunerii metanolului și cuantificând diferitele produse obținute de reacția metanolului la lumina UV.

„Știm că carbenii precum HCOH se formează în timpul procesului nostru, dar am dori să săpăm mai adânc în ce procent din acesta ajunge sub formă de formaldehidă, metilen sau alți radicali de hidrocarburi, de exemplu”, a explicat Hockey. „Inițial am crezut că toate produsele ar fi radicali metoxi, dar experimentele noastre arată că procesul și produsele rezultate sunt mai complicate decât presupunerile noastre inițiale”.

Cunoașterea tipurilor și cantității de produse create prin descompunerea metanolului cu radiații UV le-ar oferi astronomilor și astrochimiștilor o perspectivă mai precisă asupra obiectelor astrofizice și a modului în care acestea au evoluat de-a lungul miliardelor de ani.

(Fluierul)