شناسایی اکسید پروپیلن در فضا

گروهی از پژوهشگران برای نخستین بار موفق به شناسایی مولکول آلی پیچیده‌ای موسوم به اکسید پروپیلن در فضای میان‌ ستاره‌ای شده‌اند، این اکتشاف می‌تواند زمینه‌ساز درک چگونگی پیدایش حیات بر روی زمین باشد.

برای نخستین بار، دانشمندان مولکول آلی پیچیده‌‌ای از نوع مولکول کایرال در فضای میان‌ستاره‌ای شناسایی کرده‌اند، این اکتشاف تا حد زیادی می‌تواند درک ما را از چگونگی پیدایش حیات بر روی زمین و شاید حتی دورنمای تکامل حیات در نقاط دیگر از کهکشان، بهبود دهد.

مولکول مورد بحث، اکسید پروپیلن، در یک توده ابر گازی غول پیکر به نام Sagittarius B2، واقع در فاصله‌ی حدود ۳۹۰ سال نوری از مرکز کهکشان راه شیری، شناسایی شده است. جرم توده ابر Sagittarius B2  در حدود ۳ میلیون برابر جرم خورشید است و در حال حاضر ما می‌دانیم که این توده‌ی بزرگ حاوی مولکول کایرال در میان خود است، چیزی که پیش از این هرگز در خارج از منظومه‌ی شمسی مشاهده نشده بود.

شیمی‌دان، برت مگوایر از رصدخانه‌ی ملی رادیویی آمریکا در ویرجینیا، می‌گوید:

این نخستین مولکول شناسایی شده در فضای میان‌ستاره‌ای است که خاصیت دست‌سانی را در خود دارد و این موضوع، آن را به یک جهش رو به جلو در درک ما از چگونگی پیدایش مولکول‌های پری بیوتیک در جهان هستی و اثرات آنها بر شکل‌گیری حیات، بدل می‌کند.

دست‌سانی یک خاصیت هندسی در مولکول‌ها است، که در آن مولکول‌های نامتقارن ترکیب شیمیایی تقریبا یکسانی را با یک پیکربندی تغییر یافته (بسیار شبیه به تصویری در آینه)، به نمایش می‌گذارند و در این حالت به آن‌ها، نسخه‌های چپ دست یا راست دست اطلاق می‌شود.

دست‌سانی یک خاصیت شیمیایی بسیار مهم از حیات بر روی زمین است، جایی که هر مولکولی مانند اسیدهای آمینه، پروتئین‌ها، آنزیم‌ها و قند، که در شکل‌گیری حیات تاثیرگذار بوده‌اند، تنها در فرم نسخه‌ی چپ یا راست دست از خود مشاهده می‌شوند. از این پدیده با عنوان هوموکایرالیتی (homochirality) یاد می‌شود، علیرغم آنکه چنین پدیده‌ای یک مزیت بیولوژیکی را با خود به همراه دارد، به این ترتیب که مولکول‌های تطبیق یافته، در جهت ایجاد ساختارهای آلی بزرگتر، بهتر با یکدیگر جفت می‌شوند، اما با این حال هیچ کس از چگونگی به وجود آمدن این “انحراف کایرال” اطلاعی ندارد.

به این ترتیب، کشف وجود دست‌سانی در خارج از منظومه‌ی شمسی با شناسایی یک مولکول “Handed” در Sagittarius B2 یک دستاورد بسیار بزرگ محسوب می‌شود چرا که می‌تواند علت آنکه حیات در نهایت تنها یک جهت‌گیری را برگزیده‌ است، توضیح دهد.

برندن کرول، یکی از پژوهشگران از موسسه‌ی فناوری کالیفرنیا (CalTech) در پاسادنا می‌گوید:

اکسید پروپیلن یکی از پیچیده‌ترین و از لحاظ ساختاری، ظریف‌ترین مولکول‌هایی است که تا کنون در فضا شناسایی شده است. شناسایی این مولکول می‌تواند زمینه‌ساز انجام آزمایشاتی جهت تعیین چگونگی پیدایش چپ دستی یا راست دستی مولکولی و علت فراوانی جزئی یک فرم نسبت به فرم دیگر، باشد.

پژوهشگران آثار مولکولی اکسید پروپیلن را با استفاده از تلسکوپ گرین بنک (GBT) در ویرجینیای غربی و با کمک مشاهدات انجام شده توسط رادیو تلسکوپ پارکز از سازمان CSIRO در استرالیا شناسایی کرده‌اند.

اعضای تیم بر این باور هستند که ممکن است مولکول‌های پیچیده‌ای مثل این در ابر گازی پوسته‌ی نازک یخ‌های گسترش یافته بر روی ذرات غبار بسیار کوچک شناور در فضا، شکل گرفته باشند. این پوسته‌های یخی ممکن است مولکول‌ها را قادر به تشکیل ساختارهای مولکولی بزرگتر کرده است و به وجود آمدن واکنش‌های شیمیایی دیگر در داخل این ابرها منجر به تبخیر یخ شده است.

اگرچه همانند یک فرآیند دوره‌ی یخچالی به نظر می‌رسد، اما این واقعیت که مولکول‌های کایرال قادر به انجام این کار در اعماق فضا هستند، می‌تواند چگونگی راه یافتن آن‌ها را بر روی سیارک‌ها و دنباله‌دارها را در زمان‌های بعد، توضیح دهد، این اجرام ممکن است در نهایت در اثر یک برخورد، مولکول‌های یاد شده را بر روی سطوح سیارات منتقل کرده باشند.

کرول می‌گوید:

شهاب سنگ‌های منظومه‌ی شمسی حاوی مولکول‌های کایرالی هستند که قدمت آن‌ها به پیش از خود زمین برمی‌گردد و مولکول‌های کایرال به تازگی در دنباله‌دارها نیز شناسایی شده‌اند، چنین اجرام کوچکی می‌توانند عاملی باشند که حیات را به چپ دستی یا راست دستی کنونی سوق داده است.

به عبارت دیگر، این مولکول‌ها و امکان مطالعه‌ی آن‌ها، می‌تواند اطلاعات زیادی را در مورد پیدایش حیات و چگونگی تکامل آن، از جمله دلیل جهت‌گیری آن به حالت چپ یا راست، در اختیار ما قرار قرار دهد.

مگوایر می‌گوید:

با شناسایی یک مولکول کایرال در فضا، ما در نهایت راهی را برای مطالعه‌ی چگونگی شکل‌گیری این مولکول‌ها و نقش آن‌ها در پیدایش حیات و هوموکایرالیتی، قبل از آنکه به شهاب ‌سنگ‌ها و دنباله‌دارها راه یابند، یافته‌ایم.