Oamenii de știință s-au întrebat de multă vreme cum s-ar fi putut forma moleculele complexe necesare vieții în jurul mediului tumultuos și violent al soarele în tinereţea ei.
O familie de meteoriți numiți „condriți” este teoretizat că i-a livrat lucrurile potrivite pentru viață Pământ. Dar întrebarea este cum au ajuns molecule organice complexe care conțin elemente precum carbonul, azotul și oxigenul au ajuns să fie sigilate în acești meteoriți, în primul rând?
Noile cercetări sugerează că „punctul fierbinte” pentru formarea acestor macromolecule, blocurile esențiale ale vieții, ar putea fi așa-numitele „capcane de praf” în discuri de materie care se învârtesc în jurul stelelor mici. Aici, lumina intensă a stelelor de la stea tânără centrală ar putea iradia gheața și praful acumulate pentru a forma macromolecule care conțin carbon în doar decenii, ceea ce este relativ rapid.
Acest lucru ar însemna că macromoleculele ar putea fi deja prezente atunci când planetezimale mai mari formează planete sau ar putea fi sigilate în asteroizi sub formă de pietricele mici. Acești asteroizi ar fi putut fi apoi sparți prin ciocniri repetate în spațiu, creând corpuri mai mici. Unele dintre acestea ar fi putut ajunge pe Pământ sub formă de meteoriți.
LEGATE DE: „Blocuri de construcție ale vieții” descoperite pe Marte în 10 mostre diferite de rocă
„Este incredibil să descoperi un nou rol crucial al capcanelor de praf în formarea materiei macromoleculare de care planetele ar putea avea nevoie pentru a găzdui viața”, a declarat Paola Pinilla, membru al echipei de la Mullard Space Science Laboratory de la University College London, pentru Space.com. „Capcanele de praf sunt regiuni benefice pentru ca particulele de praf să devină pietricele și planetezimale, care sunt elementele de bază ale planetelor”.
Pinilla a explicat că în aceste regiuni, particulele foarte mici pot fi recreate și completate continuu prin ciocniri distructive continue. Aceste boabe minuscule de dimensiunea unui microni pot fi ridicate cu ușurință în straturile superioare ale norului aplatizat de material care formează stele care înconjoară o stea bebelușă, numit disc protoplanetar.
Odată ajuns aici, Pinilla a spus că aceste particule pot primi cantitatea potrivită de iradiere de la steaua lor pentru a converti eficient aceste particule mici de gheață în materie macromoleculară complexă.
Replicarea primelor zile ale sistemului solar în laborator
Stele precum soarele se nasc atunci când pete supradense se formează în nori masivi de gaz interstelar și praf. Devenind mai întâi o protostea, corpul stelar al bebelușului adună materie din ceea ce rămâne din norul său de naștere, adunându-se pe masa necesară pentru a declanșa fuziunea nucleară a hidrogenului cu heliu în nucleele sale. Acesta este procesul care definește durata de viață a „secvenței principale” a unei stele, care pentru o stea în jurul masei soarelui va dura în jur de 10 miliarde de ani.
Această stea tânără este înconjurată de un disc protoplanetar, care este un material care nu a fost consumat în timpul creării și ascensiunii sale la secvența principală. După cum sugerează și numele, plantele se formează din acest material și în interiorul discului, dar explică și originea cometelor și asteroizilor.
Al nostru sistem solar a trecut prin acest proces de creație în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani.
Cercetările anterioare efectuate în laboratoarele de aici pe Pământ au indicat că atunci când aceste discuri protoplanetare sunt iradiate cu lumina stelelor, în ele se pot forma molecule complexe de sute de atomi. Aceste molecule sunt construite în mare parte din carbon și sunt similare cu funinginea neagră sau grafenul.
Capcanele de praf sunt locații de înaltă presiune din discurile protoplanetare unde mișcarea moleculelor este încetinită și se pot acumula praf și boabe de gheață. Vitezele mai mici din aceste zone pot permite boabelor să crească și, în cea mai mare parte, să evite coliziunile care provoacă fragmentare. Aceasta înseamnă că ar putea fi esențiale pentru formarea planetelor.
Echipa a vrut să știe dacă radiația pe care lumina stelelor o aduce în aceste zone ar putea determina formarea de macromolecule complexe, folosind modelarea computerizată pentru a testa această idee. Modelul s-a bazat pe datele observaționale colectate de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), o serie de 66 de radiotelescoape din nordul Chile.
„Cercetarea noastră este o combinație unică de astrochimie, observații cu ALMA, lucrări de laborator, evoluția prafului și studiul meteoriților din sistemul nostru solar”, a spus membrul echipei Nienke van der Marel de la Universitatea Leiden. „Este foarte tare că acum putem folosi un model bazat pe observații pentru a explica cum se pot forma molecule mari.”
Modelul a dezvăluit echipei că crearea de macromolecule în capcanele de praf este o idee fezabilă.
„Ne-am sperat la acest rezultat, desigur, dar a fost o surpriză plăcută că era atât de evident”, a spus liderul echipei Niels Ligterink de la Universitatea din Berna. „Sper că colegii vor acorda mai multă atenție efectului radiațiilor grele asupra proceselor chimice complexe. Majoritatea cercetătorilor se concentrează pe molecule organice relativ mici, cu dimensiuni de câteva zeci de atomi, în timp ce condritele conțin în mare parte macromolecule mari”.
„În viitorul apropiat, așteptăm cu nerăbdare să testăm aceste modele cu mai multe experimente de laborator și observații folosind telescoape puternice precum Atacama Large Millimeter Array (ALMA)”, a concluzionat Pinilla.
Cercetarea echipei a fost publicată marți (30 iulie) în revista Nature Astronomy.
Publicat inițial pe Space.com.