Mielőtt még volt olyan élet, mint amilyet tudunk, voltak molekulák. De az ehhez az átmenethez vezető lépések továbbra is a tudomány szeretett rejtélyeinek maradtak.
Az új kutatások azt sugallják, hogy az élet építőkövei - prebiotikus molekulák - a bolygók légkörében alakulhatnak ki, ahol a por biztonságos platformot képez a kialakulásához, és a környező plazmával történő különböző reakciók elegendő energiát biztosítanak az élet létrehozásához.
"Ha az élet kialakulása olyan, mint egy puzzle - egy nagyon nagy és bonyolult puzzle -, úgy szeretek elképzelni a prebiotikus molekulákat, mint az egyes puzzle-darabokat" - mondta Dr. Craig Stark St. Andrews professzor. „A darabokat összerakva bonyolultabb biológiai szerkezetek alakulnak ki, így egyértelműbb és felismerhetőbb kép lesz. És amikor az összes darab a helyén van, a kép az élet lesz. ”
Jelenleg azt gondoljuk, hogy a prebiotikus molekulák csillagközi térben lévő apró jégszemcséken alakulnak ki. Noha ez ellentmondhat az általánosan elfogadott azon hiedelemnek, miszerint az űrben való élet lehetetlen, a gabona felszíne valóban vendégszerető környezetet biztosít az élet kialakulásához, mivel megvédi a molekulákat a káros űrsugárzástól.
"Molekulák képződnek a porfelületen az atomok és molekulák adszorpciója által a környező gázból" - mondta Stark a Space Magazine-nak. "Ha rendelkezésre állnak a megfelelő összetevők egy adott molekuláris vegyület előállításához, és a feltételek megfelelőek, akkor az üzleti életben van."
A „feltételek” szerint Stark utal a szükséges második összetevőre: az energiára. A galaxist lakó egyszerű molekulák viszonylag stabilak; hihetetlen mennyiségű energia nélkül nem hoznak létre új kötvényeket. Úgy gondolják, hogy ennek az oknak köszönhetően az élet villámcsapásokkal és vulkánkitörésekkel alakulhat ki.
Stark és kollégái tehát az exoplanetek atmoszférájára fordultak, ahol a port egy pozitív ionokkal és negatív elektronokkal teli plazmába merítik. Itt a porrészecskék és a plazma elektrosztatikus kölcsönhatása biztosíthatja a prebiotikus vegyületek előállításához szükséges nagy energiát.
A plazmában a pormag gyorsan felszívja a szabad elektronokat, negatív töltésűvé válik. Ennek oka az, hogy az elektronok könnyebbek, és ezért gyorsabbak, mint a pozitív ionok. Ha a por szemcséje negatív töltésű, akkor pozitív ionáramot vonz, amely felgyorsul a porrészecskék felé, és több energiával ütközik össze, mint semleges környezetben.
Ennek tesztelése érdekében a szerzők egy példás légkört tanulmányoztak, amely lehetővé tette számukra, hogy megvizsgálják azokat a különféle folyamatokat, amelyek az ionizált gázt plazmává alakíthatják, és meghatározhatják, vajon a plazma elegendő energikus reakciót eredményez-e.
"Az alapelv bizonyítékául a kémiai reakciók sorozatát vizsgáltuk, amelyek a legegyszerűbb aminosav-glicin képződéséhez vezetnek" - mondta Stark. Az aminosavak kiváló példák a prebiotikus molekulákra, mivel ezek szükségesek a fehérjék, peptidek és enzimek képződéséhez.
Modelleik azt mutatták, hogy „a plazmaionok valóban olyan energiákká gyorsíthatók fel, amelyek meghaladják az aktivációs energiákat a formaldehid, ammónia, hidrogén-cianid és végül az aminosav-glicin képződéséhez” - mondta Stark a Space Magazine-nak. "Ez valószínűleg nem volt lehetséges, ha a plazma hiányzott."
A szerzők bebizonyították, hogy szerény plazmahőmérsékleten elegendő energia van ahhoz, hogy a prebiotikus molekula glicint képezzen. A magasabb hőmérsékletek szintén bonyolultabb reakciókat és ezáltal bonyolultabb prebiotikus molekulákat eredményezhetnek.
Stark és kollégái életképes utat mutattak be egy prebiotikus molekula kialakulásához, és így az élethez, látszólag általános körülmények között. Noha az élet eredete továbbra is a tudomány szeretett rejtélye maradhat, továbbra is jobb megértést szerezzünk, egyszerre egy puzzle-darabot.
A dolgozat elfogadásra került az Astrobiology folyóiratban, és letölthető itt.
